CAROLINA FAGUNDES CARON PROPOSTA DE UM SISTEMA

Transcrição

CAROLINA FAGUNDES CARON
PROPOSTA DE UM SISTEMA PARA REMOÇÃO DE SÓLIDOS SUSPENSOS E
REDUÇÃO DE MATÉRIA ORGÂNICA E DE NUTRIENTES EM CORPOS
AQUÁTICOS DE PEQUENO PORTE: ESTUDO DE CASO NO CÓRREGO
BLANCHE
Dissertação apresentada como requisito parcial à
obtenção do grau de Mestre em Engenharia de
Recursos Hídricos e Ambiental, Curso de PósGraduação em Engenharia de Recursos Hídricos
e Ambiental, Setor de Tecnologia, Universidade
Federal do Paraná.
Orientador: Profª. Maria Cristina Borba Braga, PhD
CURITIBA
2006
CAROLINA FAGUNDES CARON
PROPOSTA DE UM SISTEMA PARA REMOÇÃO DE SÓLIDOS SUSPENSOS E
REDUÇÃO DE MATÉRIA ORGÂNICA E DE NUTRIENTES EM CORPOS
AQUÁTICOS DE PEQUENO PORTE: ESTUDO DE CASO NO CÓRREGO
BLANCHE
CURITIBA
2006
ii
iii
Aos meus pais, Luiz e Leila, e à
minha irmã, Bianca, pelo incentivo
e estímulo.
iv
AGRADECIMENTOS
Aos meus pais e à minha irmã pelo carinho, incentivo, apoio, compreensão não
somente durante o curso de mestrado, mas em todos os momentos importantes de
minha vida. Agradeço meu pai pelas dicas, sugestões e críticas durante a realização
do trabalho. À minha mãe pela compreensão e carinho. E à minha irmã companheira
de sempre.
À professora Cristina, minha orientadora, pelo incentivo, amizade, contribuições,
auxílios, correções e por sempre acreditar na realização deste trabalho e auxiliar no
meu crescimento profissional.
Ao professor Cristóvão e ao professor Ota pelas sugestões, disponibilidades e
incentivos durante a realização deste trabalho.
Ao Laboratório Professor Francisco Borsari Netto – LABEAM, pelo espaço cedido
para a realização das análises e para a armazenagem dos produtos utilizados no
trabalho.
Agradeço em especial à Construtora MONJOLO ENGENHARIA DE PRÉMOLDADO, pela construção do sistema dimensionado e pelas dicas durante a sua
implantação no córrego.
À SECRETARIA MUNICIPAL DO MEIO AMBIENTE e à SECRETARIA DE
PARQUES E PRAÇAS, pela concessão da Licença Ambiental para realização deste
trabalho.
À SANEPAR pelas informações disponibilizadas e pelas dicas durante a realização
de algumas análises.
v
Aos verdadeiros amigos que fiz neste curso de mestrado. Em especial à Leane,
quem sempre acreditou no meu potencial e sempre me auxiliou no contato com a
SANEPAR.
Ao Rafael que muito contribuiu para a realização deste trabalho, e sempre me
auxiliou nas horas mais difíceis, me ajudando a manter a “calma”. Valeu Rafa!
À Josete, à Cris Marin, à Ise, ao Paulo, ao Anderson e ao professor Bruno Veiga
pelo auxílio, disponibilidade e vontade em me ajudar nos momentos necessários.
À UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ e ao Programa de Pós-Graduação em
Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental, em especial ao coordenador do
curso.
Agradeço à DEUS e a todos que acreditaram, contribuíram e incentivaram a
realização deste trabalho.
À CAPES que tornou viável este projeto.
vi
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS...................................................................................................x
LISTA DE GRÁFICOS ...............................................................................................xi
LISTA DE TABELAS E QUADRO...........................................................................xiii
LISTA DE SIGLAS...................................................................................................xiv
LISTA DE SÍMBOLOS..............................................................................................xv
RESUMO .................................................................................................................xvi
ABSTRACT ............................................................................................................xvii
1.
INTRODUÇÃO .................................................................................................1
2.
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................................5
2.1.
ASPECTOS LEGAIS E INSTITUCIONAIS SOBRE OS RECURSOS
HÍDRICOS NO BRASIL...............................................................................................5
2.1.1
Lei Federal dos Recursos Hídricos – Lei N° 9.433/97 ...............................5
2.1.2
Lei Estadual dos Recursos Hídricos – Lei N° 12.726/99 ...........................5
2.1.3
Portaria SUREHMA N° 20/92 ....................................................................6
2.1.4
Resolução CONAMA N° 20/86 versus CONAMA N° 357/05.....................7
2.2.
SANEAMENTO VERSUS QUALIDADE DA ÁGUA.....................................10
2.3.
A INTERFERÊNCIA DA PRESENÇA DE SÓLIDOS NA ÁGUA .................16
2.4.
A IMPORTÂNCIA DA AVALIAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE MATÉRIA
ORGÂNICA NA ÁGUA....... .......................................................................................21
2.5.
COAGULANTES UTILIZADOS PARA A REMOÇÃO DE SÓLIDOS E
MATÉRIA ORGÂNICA ..............................................................................................27
2.6.
SISTEMAS APLICADOS NO PRÓPRIO RIO VISANDO A REMOÇÃO DE
SÓLIDOS ..................................................................................................................32
OBJETIVOS..............................................................................................................43
OBJETIVO GERAL ...................................................................................................43
OBJETIVOS ESPECÍFICOS .....................................................................................43
3.
MATERIAIS E MÉTODOS .............................................................................45
3.1.
DEFINIÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO ..........................................................45
3.2.
CONCEPÇÃO E DEFINIÇÃO DO SISTEMA E SUAS CARACTERÍSTICAS
GEOMÉTRICAS........................................................................................................47
3.2.1
Compartimento de Coagulação/Floculação.............................................48
vii
3.2.2
Compartimento de Decantação ...............................................................49
3.2.3
Compartimento de Filtração ....................................................................49
3.2.4
Dispositivo Restritor do Fluxo da Água....................................................49
3.2.5
Dispositivo Dosador do Agente Coagulante ............................................50
3.2.6
Medidor do Fluxo da Água no Sistema....................................................50
3.2.7
Dispositivo para Remoção do Lodo.........................................................50
3.2.8
Anteparo de Entrada ...............................................................................51
3.3.
DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA .........................................................52
3.3.1
Compartimento de Coagulação/Floculação.............................................52
3.3.2
Compartimento de Decantação ...............................................................53
3.3.3
Compartimento de Filtração ....................................................................54
3.3.4
3.3.5
Sistema Dosador do Agente Coagulante ................................................55
3.3.6
Medidor do Fluxo da Água no Sistema....................................................56
3.3.7
Dispositivo para Remoção do Lodo.........................................................56
3.3.8
3.4.
DEFINIÇÃO DO AGENTE COAGULANTE.................................................57
3.5.
TESTE DE JARRO .....................................................................................57
3.6.
PLANO DE MONITORAMENTO.................................................................60
3.6.1
Definição das Campanhas Realizadas....................................................60
3.6.2
Definição dos Pontos de Amostragem ....................................................61
3.6.3
Freqüência de Análises ...........................................................................63
3.6.4
Determinação da Vazão ..........................................................................63
3.6.5
Parâmetros Físico-Químicos e Microbiológicos.......................................64
3.6.6
Manutenção e Limpeza do Sistema ........................................................67
3.6.7
Elaboração da Ficha de Registro das Campanhas .................................67
3.7.
QUESTIONÁRIO DE ACEITAÇÃO DO SISTEMA ......................................68
3.8.
PESQUISA NAS RESIDÊNCIAS CONTRIBUINTES À BACIA DO
CÓRREGO BLANCHE... ...........................................................................................68
3.9.
ANÁLISE ESTATÍSTICA DOS RESULTADOS ...........................................69
4.
ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS ........................................70
4.1.
DIMENSÕES DO SISTEMA .......................................................................70
4.1.1
Dimensões do Coagulador/Floculador ....................................................70
viii
4.1.2
Dimensões do Decantador ......................................................................70
4.1.3
Dimensões do Compartimento de Filtração ............................................71
4.1.4
4.1.5
4.2.
CONSTRUÇÃO DO SISTEMA ...................................................................72
4.3.
IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA ...................................................................76
4.4.
QUESTIONÁRIO DE ACEITAÇÃO .............................................................82
4.5.
VAZÕES .....................................................................................................83
4.6.
IDENTIFICAÇÃO DA SITUAÇÃO DE LIGAÇÕES DE ESGOTO NA BACIA
DE CONTRIBUIÇÃO DO CÓRREGO BLANCHE .....................................................88
4.7.
MANUTENÇÃO DO SISTEMA ...................................................................90
4.7.1
Problemas Externos à Operação do Sistema..........................................93
4.8
QUALIDADE DA ÁGUA NO CÓRREGO BLANCHE...................................95
4.8.1
Campanha de Reconhecimento ..............................................................95
4.8.2
Campanha de Monitoramento ...............................................................101
4.8.2.1
Campanha de monitoramento – PONTO 1 ...........................................101
4.8.2.2
Campanha de monitoramento – PONTOS 2 e 3 ...................................104
4.9
EFICIÊNCIA DO SISTEMA.......................................................................121
4.10
RELAÇÃO CONAMA N° 357 E EFICIÊNCIA DO SISTEMA.....................136
5.
CONCLUSÕES E SUGESTÕES..................................................................138
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.......................................................................141
APÊNDICES
ANEXOS
ix
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 2.1
FIGURA 2.2
FIGURA 2.3
FIGURA 2.4
–
–
–
–
FIGURA 3.1 –
FIGURA 3.2
FIGURA 3.3
FIGURA 3.4
FIGURA 3.5
FIGURA 3.6
FIGURA 3.7
–
–
–
–
–
–
FIGURA 3.8 –
FIGURA 3.9 –
FIGURA 3.10 –
FIGURA 3.11 –
FIGURA 4.1
FIGURA 4.2
FIGURA 4.3
FIGURA 4.4
FIGURA 4.5
FIGURA 4.6
FIGURA 4.7
–
–
–
–
–
–
–
FIGURA 4.8 –
FIGURA 4.9 –
FIGURA 4.10 –
FIGURA 4.11 –
FIGURA 4.12 –
FIGURA 4.13 –
FIGURA 4.14 –
FIGURA 4.15 –
FIGURA 4.16 –
FIGURA 4.17 –
FIGURA 4.18 –
FIGURA 4.19 –
FIGURA 4.20 –
RELAÇÕES DO CARBONO ORGÂNICO NA ÁGUA..........
ESQUEMA DO SISTEMA SHIMANTO-GAWA....................
ESQUEMA DO FLOTFLUX®................................................
SISTEMA DE GABIÕES INSTALADOS NO CÓRREGO
BLANCHE............................................................................
DIAGRAMA
UNIFILAR
DO
SISTEMA
DE
MACRODRENAGEM DA BACIA DO ALTO IGUAÇU..........
ÁREA DE ESTUDO: CÓRREGO BLANCHE.......................
DISPOSITIVO RESTRITOR DO FLUXO DA ÁGUA............
DISPOSITIVO DOSADOR DO AGENTE COAGULANTE...
DISPOSITIVO PARA REMOÇÃO DO LODO.......................
VISTA DO ANTEPARO DE ENTRADA................................
TESTES PARA VALIDAÇÃO DO DISPOSITIVO
RESTRITOR DO FLUXO DA ÁGUA....................................
SISTEMA DOSADOR (DIMENSÕES – cm )........................
TESTE DE JARRO...............................................................
PONTO
DE
COLETA
NA
CAMPANHA
DE
RECONHECIMENTO...........................................................
PONTOS
DE
COLETA
NA
CAMPANHA
DE
MONITORAMENTO.............................................................
VISTA DO SISTEMA............................................................
DETALHE DAS PEÇAS PRÉ-MOLDADAS.........................
PEÇAS PRÉ-MOLDADAS...................................................
DISPOSITIVO RESTRITOR EM FUNCIONAMENTO.........
DISPOSITIVO DOSADOR COM GOTEJADORES..............
ABRIGO PARA ESTOCAGEM DOS MATERIAIS...............
LOCAL DE INSTALAÇÃO DO SISTEMA NO CÓRREGO
BLANCHE............................................................................
INSTALAÇÃO DO SISTEMA...............................................
CONCRETAGEM DAS PEÇAS...........................................
FINALIZAÇÃO DA INSTALAÇÃO DO SISTEMA................
ESCAVAÇÃO DO LEITO DO CÓRREGO APÓS DIAS DE
CHUVA.................................................................................
LIMPEZA E CONCRETAGEM DO SISTEMA APÓS DIAS
DE CHUVA...........................................................................
SISTEMA INSTALADO........................................................
SISTEMA COM CANAL EXTRAVASOR..............................
RESÍDUOS COLETADOS DURANTE A LIMPEZA
DIÁRIA.................................................................................
RESÍDUOS ENCONTRADOS NO CÓRREGO BLANCHE..
RETIRADA DO LODO PRODUZIDO NO INTERIOR DO
SISTEMA..............................................................................
LIMPEZA DAS PEDRAS FILTRANTES...............................
DESPEJOS DE ESGOTO NO CÓRREGO BLANCHE........
PRESENÇA DE RATOS SOBRE O SISTEMA....................
x
24
34
38
41
46
47
49
50
51
51
55
56
60
61
62
71
73
74
75
75
76
77
78
78
79
80
80
81
81
90
91
92
93
94
94
LISTA DE GRÁFICOS
GRÁFICO 4.1 –
GRÁFICO 4.2 –
GRÁFICO 4.3 –
GRÁFICO 4.4
GRÁFICO 4.5
GRÁFICO 4.6
GRÁFICO 4.7
–
–
–
–
GRÁFICO 4.8 –
GRÁFICO 4.9 –
GRÁFICO 4.10 –
GRÁFICO 4.11 –
GRÁFICO 4.12 –
GRÁFICO 4.13 –
GRÁFICO 4.14 –
GRÁFICO 4.15 –
GRÁFICO 4.16 –
GRÁFICO 4.17 –
GRÁFICO 4.18 –
GRÁFICO 4.19 –
GRÁFICO 4.20 –
GRÁFICO 4.21 –
GRÁFICO 4.22 –
GRÁFICO 4.23 –
GRÁFICO 4.24 –
GRÁFICO 4.25 –
PRINCIPAIS
RECLAMAÇÕES
DOS
FREQUENTADORES DO BOSQUE...............................
PERCEPÇÃO
DOS
FREQUENTADORES
DO
BOSQUE APÓS INSTALAÇÃO DO SISTEMA................
CURVA
DE
PERMANÊNCIA
DO
CÓRREGO
BLANCHE........................................................................
HISTOGRAMA HORÁRIO DO DIA 3/10/2005.................
HISTOGRAMA HORÁRIO DIA 29/11/2005.....................
HISTOGRAMA HORÁRIO DIA 27/12/2005.....................
SITUAÇÃO DAS LIGAÇÕES DE ESGOTO NA BACIA
DO CÓRREGO BLANCHE..............................................
VARIAÇÃO TEMPORAL DA CONCENTRAÇÃO DE
DBO.................................................................................
DQO.................................................................................
SS....................................................................................
VARIAÇÃO TEMPORAL DA CONDUTIVIDADE.............
SD....................................................................................
DBO e OD........................................................................
DQO.................................................................................
TOC.................................................................................
VARIAÇÃO TEMPORAL DA CONCENTRAÇÃO DE SS
E TURBIDEZ....................................................................
VARIAÇÃO
TEMPORAL
E
ESPACIAL
DA
CONCENTRAÇÃO DE DBO............................................
DISPERSÃO
TEMPORAL
E
ESPACIAL
DA
CONCENTRAÇÃO DE DBO..................................................
VARIAÇÃO
TEMPORAL
E
ESPACIAL
DA
CONCENTRAÇÃO DE DQO...........................................
DISPERSÃO
TEMPORAL
E
ESPACIAL
DA
CONCENTRAÇÃO DE DQO............................................
VARIAÇÃO
TEMPORAL
E
ESPACIAL
DA
CONCENTRAÇÃO DE FÓSFORO..................................
DISPERSÃO
TEMPORAL
E
ESPACIAL
DA
CONCENTRAÇÃO DE FÓSFORO..................................
VARIAÇÃO
TEMPORAL
E
ESPACIAL
DA
CONCENTRAÇÃO DE TOC............................................
DISPERSÃO
TEMPORAL
E
ESPACIAL
DA
CONCENTRAÇÃO DE TOC............................................
VARIAÇÃO
TEMPORAL
E
ESPACIAL
DA
CONCENTRAÇÃO DE DOC...........................................
xi
82
83
84
84
85
85
89
97
98
99
100
100
102
103
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
GRÁFICO 4.26 – VARIAÇÃO
TEMPORAL
E
ESPACIAL
DA
CONCENTRAÇÃO DE SÓLIDOS SUSPENSOS............
GRÁFICO 4.27 – DISPERSÃO
TEMPORAL
E
ESPACIAL
DA
CONCENTRAÇÃO DE SÓLIDOS SUSPENSOS............
TEMPORAL
E
ESPACIAL
DA
CONCENTRAÇÃO DE OD..................................................
GRÁFICO 4.29 – VARIAÇÃO TEMPORAL DA DBO E DO OD NO
PONTO 3.........................................................................
TEMPORAL
E
ESPACIAL
DA
CONCENTRAÇÃO DA CONDUTIVIDADE.........................
GRÁFICO 4.31 – VARIAÇÃO TEMPORAL DA CONDUTIVIDADE E DOS
SD NO PONTO 3.............................................................
GRÁFICO 4.32 – CORRELAÇÃO ENTRE A CONCENTRAÇÃODE SD E
A CONDUTIVIDADE NO PONTO 3.................................
GRÁFICO 4.33 – EFICIÊNCIA NA REMOÇÃO DE DBO............................
GRÁFICO 4.34 – EFICIÊNCIA NA REMOÇÃO DE DQO............................
GRÁFICO 4.35 – EFICIÊNCIA NA REMOÇÃO DE FÓSFORO TOTAL......
GRÁFICO 4.36 – EFICIÊNCIA NA REMOÇÃO DE NITROGÊNIO
KJELDAHL.......................................................................
GRÁFICO 4.37 – EFICIÊNCIA
NA
REMOÇÃO
DE
CARBONO
ORGÂNICO TOTAL.........................................................
NA
REMOÇÃO
DE
CARBONO
ORGÂNICO DISSOLVIDO..............................................
GRÁFICO 4.39 – EFICIÊNCIA NA REMOÇÃO DE SÓLIDOS TOTAIS......
NA
REMOÇÃO
DE
SÓLIDOS
SUSPENSOS...................................................................
GRÁFICO 4.41 – EFICIÊNCIA NA REMOÇÃO DE TURBIDEZ..................
GRÁFICO 4.42 – EFICIÊNCIA NA REMOÇÃO DA CARGA ORGÂNICA
GRÁFICO 4.43 – CORRELAÇAO DA EFICIÊNCIA ENTRE SS E DBO.....
GRÁFICO 4.44 – CORRELAÇAO DA EFICIÊNCIA ENTRE SS E TOC......
GRÁFICO 4.45 – CORRELAÇAO
DA
EFICIÊNCIA
ENTRE
OS
PARÂMETROS................................................................
xii
115
116
117
118
119
120
120
122
123
124
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
LISTA DE TABELAS E QUADRO
TABELA 2.1 – EFICIÊNCIA DA REMOÇÃO DO SISTEMA SHIMANTO GAWA..................................................................................
TABELA 2.2 – EFICIÊNCIA DA REMOÇÃO DO SISTEMA FLOTFLUX®...
TABELA 3.1 – RESULTADOS DA ANÁLISE DO TESTE DE JARRO.........
TABELA 4.1 – VAZÃO NO SISTEMA..........................................................
TABELA 4.2 – CONDIÇÃO DO TEMPO E HORÁRIO DA REALIZAÇÃO
DAS COLETAS.........................................................................
TABELA 4.3 – CONCENTRAÇÃO DE DBO................................................
TABELA 4.4 – CONCENTRAÇÃO DE DQO................................................
TABELA 4.5 – CONCENTRAÇÃO DE TOC................................................
TABELA 4.6 – CONCENTRAÇÃO DE DOC................................................
TABELA 4.7 – CONCENTRAÇÃO DE OXIGÊNIO DISSOLVIDO...............
TABELA 4.8 – EFICIÊNCIA NA REMOÇÃO DE DBO, DQO e P TOTAL.......
TABELA 4.9 – EFICIÊNCIA NA REMOÇÃO NTK, TOC e DOC..................
TABELA 4.10 – REMOÇÃO DE ST, SS e TURBIDEZ..................................
TABELA 4.11 – COMPARAÇÃO CONAMA N° 357/05 E CONCENTRAÇÕES
DO CÓRREGO BLANCHE............................................................
QUADRO 3.1 – ANÁLISES REALIZADAS....................................................
xiii
35
37
59
88
96
106
108
112
114
117
121
125
128
136
65
LISTA DE SIGLAS
ABNT
CONAMA
DBO
DOC
DQO
ETA
ETE
PT
IBGE
IC
NBR
NPOC
NTK
POC
NT
SABESP
SANEPAR
SD
SMMA
SMVMA
SS
SUDERHSA
SUREHMA
TC
TIC
TOC
UFPR
UNICEF
Associação Brasileira de Normas Técnicas
Conselho Nacional de Meio Ambiente
Demanda Bioquímica de Oxigênio
Carbono Orgânico Dissolvido
Demanda Química de Oxigênio
Estação de Tratamento de Água
Estação de Tratamento de Esgoto
Fósforo Total
Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
Carbono Inorgânico
Norma Brasileira
Carbono Orgânico Não Purgável
Nitrogênio Kjeldahl
Carbono Orgânico Purgável
Nitrogênio Total
Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo
Companhia de Saneamento do Paraná
Sólidos Dissolvidos
Secretaria Municipal do Meio Ambiente
Secretaria Municipal do Verde e Meio Ambiente
Sólidos Suspensos
Superintendência de Desenvolvimento de Recursos Hídricos
e Saneamento Ambiental
Superintendência dos Recursos Hídricos e do Meio Ambiente
Carbono Total
Carbono Inorgânico Total
Carbono Orgânico Total
Universidade Federal do Paraná
United Nations Children’s Fund
xiv
LISTA DE SÍMBOLOS
A
Al
Al2(SO4)3
B
c
CO2
FeCl3
g
h
H2O
L
n
pH
Q
Q10,7
Q90
Q95
R
S
Si
SO3
Td
V
Φ
Área (m²)
Alumínio
Sulfato de Alumínio
Seção transversal (m)
Coeficiente adimensional de contração
Gás Carbônico
Cloreto Férrico
Aceleração da gravidade (m/s²)
Altura da lâmina d’água (m)
Água
Comprimento (m)
Coeficiente adimensional do canal
Potencial Hidrogeniônico
Vazão (m³/s)
Vazão mínima semanal com período de retorno de 10 anos
Vazão com garantia de 90% de probabilidade de ser mantida
Vazão com garantia de 95% de probabilidade de ser mantida
Raio Hidráulico (m)
Declividade do canal (m/m)
Silício
Trióxido de Enxofre
Tempo de detenção (s)
Volume (m³)
Diâmetro da partícula
xv
RESUMO
Visando a melhoria da qualidade da água de corpos aquáticos de pequeno
porte, através da remoção de sólidos suspensos e da redução da concentração de
matéria orgânica e de nutrientes, diretamente no canal do escoamento, este estudo
desenvolveu, implantou e avaliou a eficiência de um sistema físico-químico de
tratamento, composto por compartimentos de coagulação/floculação, decantação e
filtração instalado no córrego Blanche, Curitiba/PR. O sistema, apesar da
simplicidade da sua concepção, apresentou eficiências comparáveis aos sistemas
de tratamento primário, tendo sido a eficiência para a remoção de sólidos suspensos
em torno de 43% e para a redução da concentração da DBO em torno de 31%, de
TOC e de fósforo total, em torno de 37%. A remoção de sólidos suspensos em
relação à redução da matéria orgânica apresentou forte correlação linear, com r de
0,680. O sistema instalado no córrego Blanche não será a solução, nem se
pretendia que fosse, mas poderá, caso sejam realizados mais estudos e seja
instalado em vários córregos, amenizar a poluição contributiva e possibilitar a
redução dos investimentos necessários para recuperar rios de maior porte.
xvi
ABSTRACT
In order to evaluate the improvement in the quality of water of streams which
receive sewage discharges, this study presents an alternative system designed to
remove suspended solids concentrations with the aim to reduce organic matter
concentrations in the water body. The system was conceptualized taking into
consideration the same principles and criteria of primary treatment utilized in water
treatment plants, which are carried out through coagulation, flocculation and
sedimentation. The designed system was installed inside the stream and an urban
water body, the Blanche creek, in Curitiba/PR, was utilized as a case study. In spite
of its simple design approach, the performance of the system proved to be in
accordance to the primary treatment criteria adopted in the designing process. For
the
physico-chemical
parameters
evaluated,
the
removal
efficiency
was,
approximately, 43% for suspended solids, 31% for BOD and 37% for both TOC and
total phosphorus. A strong correlation between concentration removals of suspended
solids and organic matter was observed (r = 0,68). It is worth mentioning that the
develop system is not intended to be the final solution for environmental and
sanitation problems related to domestic sewage discharges, however, it proved to be
an alternative solution for the reduction of organic matter concentrations when the
improvement of water quality is to be considered. This system is not intended to be
taken as a solution for the problem related to organic matter present in urban streams
which receive domestic sewage, however, if the study is to be continued and other
unities were installed in other streams also contaminated with sewage, it would be
possible to gain some results with regard to water quality and investments in water
resources management.
xvii
1.
INTRODUÇÃO
Estudos recentes afirmam que 1,1 bilhão de pessoas no mundo não possuem
acesso à água de qualidade, enquanto 2,4 bilhões não possuem condições
sanitárias apropriadas ao uso da água. Estes não são os únicos problemas
enfrentados pelo mau gerenciamento deste recurso em todo o mundo, isto porque, a
escassez de água, as inundações, a contaminação de aqüíferos e as águas de
drenagens poluídas por esgotos são algumas das dificuldades adicionais
enfrentadas pela população mundial (IIC – JICA, 2002). Mais de 2 milhões de
pessoas morrem todos os dias devido a doenças causadas pelo contato/ingestão de
águas poluídas, sendo a maioria crianças com idade inferior a 5 anos (UNICEF, 2003).
No século passado, diversos países criaram e aperfeiçoaram legislações e
órgãos governamentais voltados à proteção das águas e do meio ambiente. Por
exemplo, no Brasil, a Política Nacional de Recursos Hídricos, Lei N° 9.433/97, define
os mecanismos e os instrumentos para a gestão das águas, e a Resolução
CONAMA N° 357/05 estabelece padrões para a melhoria da qualidade das águas.
Entretanto, em diversas regiões brasileiras, principalmente as regiões de
maiores concentrações urbanas e industriais, a escassez de água com qualidade
adequada ao consumo já é realidade. O lançamento ininterrupto de efluentes
urbanos e industriais não tratados nas águas de rios, lagos e áreas costeiras
constitui-se num dos maiores agravantes à depreciação da qualidade das águas,
sendo o tratamento do esgoto uma das ações mitigadoras importantes para a
solução do problema. Desta forma, seria imprescindível que a solução de problemas
relacionados à melhoria da qualidade das águas ocupasse lugar de destaque entre
os desafios do poder público.
Os resultados da Pesquisa Nacional de Saneamento (IBGE, 2000)
mostram o Brasil como um país extremamente deficitário em relação a programas
de saneamento, não apenas nas áreas urbanas como também nas rurais. Os
2
dados mostram que 47,8% dos municípios brasileiros não possuem serviço de
esgotamento sanitário e que a cobertura de esgoto tratado encontra-se em torno
de 44,5% da população, sendo 51,1% urbana e 15,8% rural. Segundo HELLER e
NASCIMENTO (2004), um dos principais desafios para o setor de saneamento é
o atendimento às populações pobres, concentradas em favelas ou dispersas no
meio rural.
Apesar de Curitiba apresentar 70,45% do esgoto coletado e tratado (Marisa
Theobald, SANEPAR, contato pessoal, 2004), a qualidade das águas da cidade está
entre os principais problemas ambientais/sanitários enfrentados pela administração
pública, pois parte do esgoto gerado pode estar sendo retido em tanques sépticos
ou ainda estar chegando aos rios através de ligações clandestinas.
Neste contexto apresentado, encontra-se a motivação para a busca de
soluções e alternativas não convencionais e tecnologias inovadoras que aliem
custos relativamente baixos, e eficiências comprovadas na redução de cargas
de poluentes dos rios, canais, lagos e reservatórios urbanos poluídos por esgoto
doméstico.
Esse estudo, realizado em Curitiba/PR, no córrego Blanche, apresenta uma
contribuição a esta busca de alternativas e soluções, e dá continuidade ao conceito
proposto por JORGE (2002). Propõe um sistema para a remoção de sólidos,
redução das concentrações de nutrientes e das cargas orgânicas em águas
superficiais contaminadas por esgoto doméstico, apresentando um maior número de
compartimentos para o tratamento da água do que aquele concebido anteriormente,
sendo baseado nos estudos realizados por MATSUMOTO (1997) e pela SABESP (2005).
O sistema desenvolvido, de abordagem não convencional, não pretende ser
substitutivo dos atuais sistemas de tratamento de esgoto, mas sim um complemento
e um elemento auxiliador para a melhoria da qualidade da água objetivando o
enquadramento dos recursos hídricos segundo a legislação – SUREHMA N° 20/92.
Este sistema, adequado para rios de pequeno porte, é indicado às áreas urbanas,
3
rurais, às áreas de concentração de favelas, e ainda nas quais os custos para a
ampliação do sistema de coleta e tratamento de esgoto sejam elevados.
2.
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1.
ASPECTOS
LEGAIS
E
INSTITUCIONAIS
SOBRE
OS
RECURSOS
HÍDRICOS NO BRASIL
2.1.1 Lei Federal dos Recursos Hídricos – Lei N° 9.433/97
A Lei Federal N° 9.433, sancionada em 08 de janeiro de 1997 (BRASIL,
1997), instituiu a Política Nacional de Recursos Hídricos e criou o Sistema Nacional
de Gerenciamento de Recursos Hídricos, estabelecendo assim novos procedimentos
a serem adotados na gestão das águas no território nacional. Esta Lei incorporou
princípios, normas e padrões de gestão de águas já aceitos e praticados em muitos
países. A Lei N° 9.433 deu início à transformação na gestão tanto dos recursos
hídricos quanto do meio ambiente (BORSOI e TORRES, 1997).
Os instrumentos legais previstos para permitir a implantação e a execução da
Política Nacional de Recursos Hídricos são:
I – os Planos de Recursos Hídricos;
II – o enquadramento dos corpos d’água em classes;
III – a outorga dos direitos de uso dos recursos hídricos;
IV – a cobrança pelo uso dos recursos hídricos;
V – a compensação aos municípios;
VI – os Sistemas de Informações sobre Recursos Hídricos.
Todos estes instrumentos devem ser utilizados em conjunto, com o objetivo
de assegurar à atual e às futuras gerações a necessária disponibilidade de água em
padrões de qualidade adequados aos respectivos usos, a utilização racional e
integrada dos recursos hídricos, incluindo o transporte aquaviário, com vistas ao
desenvolvimento sustentável, e a prevenção e a defesa contra eventos hidrológicos
críticos de origem natural ou decorrentes do uso inadequado dos recursos naturais
(BRASIL, 1997; SANTOS, 1998).
5
Os Planos de Recursos Hídricos são planos diretores, que visam fundamentar
e orientar a implementação da Política Nacional de Recursos Hídricos e o
gerenciamento dos recursos hídricos. Com horizonte de planejamento compatível
com o período de implantação de seus programas e projetos, os planos diretores
são planos longos e devem ser elaborados por bacias hidrográficas, por estado e
para o país (MONTEIRO, 2005).
Em relação ao instrumento de enquadramento, os corpos d’água são
enquadrados em classes, de acordo com os usos preponderantes da água, ou seja,
este instrumento objetiva adequar os usos atuais e pretendidos a um nível de
qualidade desejado, para compatibilizar as atividades antrópicas com a manutenção
do equilíbrio ecológico e aquático. Portanto, o enquadramento das águas visa
assegurar às águas uma qualidade compatível com os usos mais exigentes a que
forem destinadas, assim como reduzir os custos de combate à poluição, mediante
ações preventivas permanentes. De acordo com o artigo 44, inciso XI, item “a”, da
Lei N° 9.433/97, cabe às Agências de Água propor o enquadramento dos corpos
d’água nas classes de uso (BRASIL, 1997).
2.1.2 Lei Estadual dos Recursos Hídricos – Lei N° 12.726/99
Em 1999 foi aprovada, no Estado do Paraná, a Lei N° 12.726 que instituiu a
Política Estadual de Recursos Hídricos e criou o Sistema Estadual de
Gerenciamento de Recursos Hídricos, de acordo com os termos da Constituição
Estadual e da Legislação Federal aplicáveis (PARANÁ, 1999).
Os artigos 3° e 6° desta lei apresentam, respectivamente, os objetivos e os
instrumentos da Política Estadual de Recursos Hídricos, em âmbito estadual, a
serem elaborados por bacia ou conjunto de bacias hidrográficas.
Objetivando a implementação da Política Estadual de Recursos Hídricos, o
artigo 4° apresenta as seguintes diretrizes gerais de ação:
6
I – a gestão sistemática dos recursos hídricos, sem dissociação dos aspectos
de quantidade e qualidade;
II – a gestão sistemática dos recursos hídricos adequadas às diversidades
físicas, bióticas, demográficas, econômicas, sociais e culturais das diversas regiões
do Estado;
III – a integração da gestão dos recursos hídricos com a gestão ambiental;
IV – a articulação da gestão dos recursos hídricos com as dos setores
usuários e com os planejamentos regional, estadual e nacional;
V – a articulação da gestão de recursos hídricos com a do uso do solo e o
controle de cheias;
VI – a integração da gestão das bacias hidrográficas com a dos sistemas
estuarinos e zonas costeiras.
Em relação ao enquadramento dos corpos d’água em classes de acordo com
os seus usos preponderantes, a Lei Estadual determina que deverá ocorrer
conforme os seguintes critérios (PARANÁ, 1999):
I – ser compatível com os objetivos e metas de qualidade ambiental definidos
pelo respectivo Plano de Bacia Hidrográfica;
II – ser factível frente à disponibilidade social de inversão, sinalizada pelo
quadro de fontes de recursos previsto no respectivo Plano de Bacia Hidrográfica;
III – objetivar padrões de qualidade das águas compatíveis com os usos a que
forem destinadas, subsidiando o processo de concessão de outorga de direitos de
uso de recursos hídricos.
2.1.3 Portaria SUREHMA N° 20/92
A Portaria SUREHMA (designação anterior do Instituto Ambiental do Paraná)
N° 20, de maio de 1992 (SUREHMA, 1992), no uso de suas atribuições, enquadrou
os cursos d’água da Bacia do rio Iguaçu, de domínio do Estado do Paraná, como
pertencentes à Classe 2, de acordo com a Resolução CONAMA No 20/86, e que
7
deverá estar em conformidade com a Resolução CONAMA N° 357, de 17 de março
de 2005 (CONAMA, 2005).
Portanto, de acordo com as especificações da referida portaria, os rios da
Bacia do Alto Iguaçu deverão apresentar níveis de DBO5 igual ou inferior a 5 mg/L e
OD não inferior a este mesmo valor em qualquer amostra colhida dos rios.
O córrego Blanche, objeto de escopo deste trabalho, é tributário da Bacia do rio
Iguaçu, o que justifica o interesse na apresentação desta portaria (SUDERHSA, 2005).
2.1.4 Resolução CONAMA N° 20/86 versus CONAMA N° 357/05
Segundo JULIANO (1996), citado por AISSE (2002), a definição de um
padrão de qualidade envolve todo um instrumento legal e institucional para
promulgação de leis e normas para a implementação das leis que definem os limites
e condições toleráveis no meio aquático.
A Resolução CONAMA N° 357, de 17 de março de 2005, substitui a
Resolução CONAMA N° 20, de 18 de junho de 1986. Ambas resoluções dispõem
sobre a classificação dos corpos d’água e definem diretrizes ambientais para o seu
enquadramento em função dos usos preponderantes atuais e futuros da água.
Estabelecem, também, as condições e padrões para lançamento de efluentes
(CONAMA, 1986; CONAMA, 2005).
O enquadramento dos corpos d’água em classes segundo seus usos
preponderantes é o instrumento de gestão que permite o estabelecimento do
planejamento da qualidade da água na bacia. No entanto, cabe ressaltar que quanto
maior a diferença entre a qualidade real da água e o valor definido para sua classe,
menos efetivo será o enquadramento como instrumento de gestão. Desta forma,
metas exigentes em relação à qualidade das águas no presente podem não ser
atingidas a curto e médio prazo, mesmo com a utilização de intervenções, o que
sugere a violação do enquadramento (MAGALHÃES, 2005). Assim, a utilização de
8
metas progressivas de qualidade da água poderá tornar-se um instrumento mais
efetivo.
O conceito de enquadramento foi introduzido pela Resolução CONAMA
N° 20/86, que classificou as águas brasileiras em doces (salinidade < 0,05%),
salobras (salinidade entre 0,05% e 3%) e salinas (salinidade > 3%) e, em função
dos usos previstos e da qualidade requerida, foram criadas nove classes
(MAGALHÃES, 2005). Por outro lado, o artigo 3° da Resolução CONAMA N° 357/05,
classifica as águas em 13 classes, de acordo com os artigos 4°, 5° e 6°, são elas:
• Águas Doces: Classe Especial, 1, 2, 3 e 4;
• Águas Salinas: Classe Especial, 1, 2 e 3;
• Águas Salobras: Classe Especial, 1, 2 e 3.
A Resolução CONAMA N° 357/05 classifica as águas doces como:
• Classe Especial – águas destinadas ao abastecimento para consumo
humano após desinfecção; à preservação do equilíbrio natural das
comunidades aquáticas e a preservação dos ambientes aquáticos em
unidades de conservação de proteção integral;
• Classe 1 – águas destinadas ao abastecimento para consumo humano
após tratamento simplificado; à proteção das comunidades aquáticas, à
recreação de contato primário (natação, mergulho, esqui aquático), à
irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se
desenvolvem rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de
películas e à proteção das comunidades aquáticas em Terras indígenas;
• Classe 2 – águas destinadas ao abastecimento para consumo humano
após tratamento convencional, à proteção das comunidades aquáticas, à
recreação de contato primário (natação, mergulho, esqui aquático), à
irrigação de hortaliças, plantas frutíferas e de parques, jardins, campos de
esporte e lazer, com os quais o público possa vir a ter contato direto; à
aqüicultura e à atividade de pesca;
9
• Classe 3 – águas destinadas ao abastecimento doméstico para consumo
humano após tratamento convencional ou avançado, à irrigação de culturas
arbóreas, cerealíferas e forrageiras; à pesca amadora; à recreação de
contato secundário e à dessedentação de animais;
• Classe 4 – águas destinadas à navegação e à harmonia paisagística.
Estes padrões de qualidade foram especificados de acordo com uma escala de
nobreza dos usos que, para as águas doces, vai do abastecimento humano (Classe
Especial) aos usos menos exigentes, como harmonia paisagística (Classe 4).
A principal crítica à Resolução CONAMA N° 20/86 foi o fato de considerar os
padrões de lançamento em termos de concentração e não de carga, tornando
complicado o incentivo à minimização do consumo de água e a produção de esgotos
em uma indústria. Isto pode ser exemplificado através do pequeno poluidor, que não
tinha como provar a sua menor participação, em função da sua vazão reduzida, na
deterioração da qualidade do corpo receptor (AISSE, 2002).
Com base nas observações em relação às deficiências apresentadas pela
Resolução CONAMA No 20/86, a Resolução CONAMA N° 357/05, estabelece a
introdução de metas intermediárias de melhoria da qualidade da água, objetivando o
cumprimento da lei a médio e longo prazo e, através do artigo 10, a fixação de uma
vazão de referência para a verificação do atendimento ao enquadramento.
Através da vazão de referência poderá ser calculada a carga de nutrientes ou
de DBO a serem lançadas nos corpos aquáticos. De acordo com o artigo 10, § 1° e
2°, os níveis de nutrientes e de DBO, estabelecidos para as águas doces de classes
2 e 3, poderão ser superiores aos valores especificados, quando estudos de
autodepuração provarem a capacidade de recuperação dos corpos aquáticos em
função da vazão de referência (CONAMA, 2005).
Segundo MAGALHÃES (2005), a vazão de referência tem sido calculada
como um percentual de uma vazão associada a um período de estiagem como, por
exemplo, a Q10,7 (vazão mínima semanal com período de retorno de 10 anos) ou a
10
Q90 ou a Q95 (vazão com garantia de 90% ou 95% de probabilidade de ser mantida,
respectivamente). Segundo o autor, a vantagem da utilização destas 2 últimas
vazões é justificada pelo fato de possuírem agregadas a si o percentual de tempo
que este valor poderá vir a não ocorrer, isto é, no primeiro caso 10% e no segundo
5% do tempo.
A Resolução CONAMA N° 357/05 também estabelece, por meio dos artigos 8°
e 9°, que os parâmetros selecionados para subsidiar a proposta de enquadramento
deverão ser monitorados periodicamente, através de procedimentos com controle de
qualidade analítica, sempre atendendo as condições exigíveis.
Mesmo com as alterações incorporadas na Resolução CONAMA N° 357/05,
críticas têm sido feitas, pois o elenco de análises é bastante extenso e a maioria das
cidades brasileiras não apresentam condições para a sua realização. No entanto,
análises de TOC e DOC, importantes para a identificação, qualificação e
quantificação da matéria orgânica em águas doces, ainda não são parte integrantes
do CONAMA N° 357/05. Porém, em relação às águas salinas, estes parâmetros já
fazem parte do conjunto de análises a serem realizadas para verificação da
qualidade das águas. CAVICHIOLO, BRAGA e FERNANDES (2003) discutem a
importância de análises como a condutividade e a sua não inserção ao elenco de
análises do CONAMA N° 20/86, fato repetente na versão N° 357/05.
Outro fator que também tem sido foco de questionamento são os efeitos
sinergéticos entre as substâncias presentes na água, o que, muitas vezes, não pode
ser avaliado através da análise simples dos parâmetros individuais. Cabe salientar
que estas críticas remontam a Resolução CONAMA N° 20/86 (CONAMA, 2005;
MAGALHÃES, 2005; MONTEIRO, 2005).
2.2.
SANEAMENTO VERSUS QUALIDADE DA ÁGUA
A exploração dos recursos naturais, como os solos e as águas, além das
variações climáticas e das ações antrópicas, afetam diretamente os recursos
11
hídricos. O saneamento, compreendido por ações, serviços e obras voltadas à
melhoria das condições de salubridade das cidades, influencia e é influenciado pelos
impactos causados aos recursos hídricos (FARIA e FARIA, 2004; HELLER e
NASCIMENTO, 2004; NASCIMENTO e HELLER, 2005). Segundo estes autores, o
setor de saneamento é aquele que apresenta maior interface com o de recursos
hídricos, sendo seus reflexos notórios sobre o meio ambiente e, principalmente,
sobre os recursos hídricos. Este fato pode ser explicado pelas atividades do setor de
saneamento serem usuárias intensivas das águas e instrumento de combate e
controle da poluição, tendo como foco a preservação dos recursos hídricos.
A água possui características essenciais à sobrevivência humana, que por
sua vez é a principal usuária e também sua maior poluidora. JORGE (2002), citando
SANEPAR (2001), aponta que cerca de 500 milhões de litros de dejetos seriam
lançados sem tratamento, por mês, nos rios da Bacia do Alto Iguaçu. GIORDANI
(2002), afirma ser lançado por dia cerca de 1 bilhão de litros de esgoto nos rios
paranaenses. Com a crescente e desordenada urbanização, este quadro tem se
agravado, comprometendo tanto as condições do saneamento quanto as dos
recursos hídricos (GIORDANI, 2002; FARIA e FARIA, 2004; HELLER e
NASCIMENTO, 2004; MIRANDA e TEIXEIRA, 2004; NASCIMENTO e HELLER,
2005). Como exemplo, pode-se citar o caso do abastecimento doméstico em regiões
metropolitanas. Com o crescimento urbano não planejado, a ocupação em áreas
mananciais torna a quantidade da água insuficiente e a qualidade deteriorada,
trazendo conseqüências a toda a biota local e ainda problemas às empresas de
saneamento para suprir a demanda para o abastecimento público (FENDRICH,
1997; REBOUÇAS et al., 1999; BRAGA, GRASSI e ASSIS, 2001; GIORDANI, 2002).
Segundo FENDRICH (1997), o grau de poluição e degradação das águas do
rio Belém, tributário do rio Iguaçu, e de seus afluentes excedem a capacidade de
autodepuração ao longo do curso natural dos rios. Esta contaminação, por quase
12
toda a extensão dos corpos d’água, é proveniente de despejos domésticos,
industriais e do lançamento de resíduos sólidos nas encostas dos rios.
BRAGA, GRASSI e ASSIS (2001), durante a avaliação da qualidade da água
da Bacia Hidrográfica do Altíssimo Iguaçu, área de manancial da Região
Metropolitana de Curitiba/PR, constataram que o elevado nível de coliformes fecais
presentes em quatro dos principais contribuintes da bacia, rios Irai, Palmital,
Piraquara e Itaqui, era devido ao lançamento de esgoto in natura, resultado da
ocupação desordenada na região. Resultados da avaliação realizada entre março e
novembro de 2001 indicaram valores de coliformes fecais que variaram de
15.000 NMP/100 mL a 64.000 NMP/100 mL, tendo sido o menor valor para o rio Iraí
e o maior para o Palmital, que em 2002, foi desqualificado como manancial de
abastecimento da cidade devido ao seu elevado grau de poluição. No entanto, em
épocas de estiagem este rio ainda vem sendo utilizado para suprir a falta de água na
região, recebendo, assim, um tratamento diferenciado dos demais mananciais
(Edson Sakae Nagashima, SUDERHSA, contato pessoal, 2006). A utilização deste
rio como manancial, em períodos de estiagem, pode ser justificada pela dificuldade
do aproveitamento dos recursos hídricos curitibanos devido a fatores geográficos
(GIORDANI, 2002).
Inovações tecnológicas, na área de interface entre saneamento e recursos
hídricos, têm sido desenvolvidas e estudadas objetivando garantir a qualidade das
águas dos corpos hídricos urbanos e a redução da demanda por água de
abastecimento. Os estudos realizados concentram-se no controle das perdas físicas
nos sistemas de abastecimento de água, no reúso intensivo da água, em técnicas de
coleta de água da chuva e na adoção de procedimentos para a economia do
consumo de água.
Neste cenário, cabe enfatizar os estudos realizados por MATSUMOTO (1997)
e pela SABESP (2005) para contribuir na melhoria da qualidade das águas e garantir
as condições ambientais necessárias aos corpos hídricos. Estes estudos são
13
dedicados principalmente às áreas de drenagem urbana, nas quais os sistemas de
esgotamento convencionais não são suficientes em função do complexo controle de
cargas clandestinas, difusas e residuais. As suas abordagens enfatizam o
tratamento do rio no próprio rio, como uma contribuição ambiental a ser propiciada
aos seus receptores.
No estudo desenvolvido por MARQUES (2003), foi discutida uma metodologia
para o cálculo estimativo dos volumes de água de abastecimento perdidos em
vazamentos decorrentes de rompimentos e das atividades de descargas das redes.
Visando apresentar alternativas para os problemas relacionados aos usos da água,
GIORDANI (2002) avaliou as possibilidades de reúso dos efluentes gerados nas
Estações de Tratamento de Esgoto das Bacias do Alto Iguaçu e Alto Ribeira (Região
Metropolitana de Curitiba). Neste estudo foram enfatizadas as práticas de reúso
visando o desenvolvimento sustentável da região. FENDRICH (2002) estudou a
aplicabilidade do armazenamento, da utilização e da infiltração das águas pluviais na
drenagem urbana, tomando como base os aumentos significativos dos níveis de
água máximo das enchentes urbanas na cidade de Curitiba, especificadamente, as
que ocorrem na bacia urbana do rio Belém.
Portanto, pode ser observado que estudos vêm sendo realizados com o
intuito de auxiliar na busca de novos métodos para que a escassez de água, fato
real em países da África e do Oriente Médio e ainda em locais com elevadas taxas
de crescimento populacional, possa vir a ser contornada em cidades como Curitiba,
(FENDRICH et al., 1991; FENDRICH, 1997; FENDRICH, 2002; GIORDANI, 2002).
A urbanização, além de impactar diretamente os mananciais, interfere nos
processos de natureza física, como o aumento dos volumes e velocidades de
escoamento e redução de recarga de aqüíferos. Estes problemas, decorrentes da
impermeabilização de superfícies, implantação de canais artificiais e canalização de
cursos d’água, têm apresentado aumento da freqüência e da gravidade de
inundações, da intensificação de processos erosivos, e assim, processos de
14
transporte e deposição de sedimentos, ocasionando assoreamento em canais e
galerias (FENDRICH et al., 1991; GIORDANI, 2002; NASCIMENTO e HELLER,
2005).
As inundações podem ser consideradas um grave problema relacionado à
interface entre os setores de recursos hídricos e de saneamento. A inexistência de
redes de esgoto, além de degradar a qualidade da água e possibilitar a veiculação
de doenças, potencializa a possibilidade de inundações. Cidades que apresentam
coleta de lixo inadequada e cidadãos com comportamento indisciplinado, contribuem
para o entupimento de bueiros e galerias, favorecendo a ocorrência de inundações e
a redução da qualidade das águas (MIRANDA e TEIXEIRA, 2004; NASCIMENTO e
HELLER, 2005).
Como exemplo pode-se citar São Paulo, Rio de Janeiro, Belo Horizonte e
Florianópolis, cidades urbanizadas, que apresentam grandes áreas impermeabilizadas
e canalizações de cursos d’água. Estas cidades, em épocas de chuvas convectivas,
sofrem com os estragos decorrentes das inundações, agravadas pelo lançamento de
resíduos nas calçadas, nos bueiros e nos próprios rios. No Parque Ibirapuera, em
São Paulo/SP, através do “Projeto Piloto para a Despoluição da Bacia do Córrego do
Sapateiro e Recuperação da Qualidade da Água dos Lagos do Parque Ibirapuera”,
vem sendo proposta a redução das áreas impermeáveis do parque, através da
utilização de pavimentos permeáveis e de faixas de vegetação nos pisos, com o
intuito de reduzir as inundações decorrentes das chuvas (SMVMA, 2004).
SCHIKOWSKI et al. (2003) propõem a redução dos riscos de inundação, a
recuperação e a conservação dos mananciais da Região Metropolitana de Curitiba
através de projetos de gerenciamento de resíduos sólidos em áreas de favelas.
Pode-se notar que o saneamento e os recursos hídricos estão interrelacionados e geram problemas que se referem não somente às inundações, como
também à saúde pública, aos riscos inerentes a que os habitantes locais são
15
submetidos, ao clima, aos corpos aquáticos e a sua biota (SCHIKOWSKI et al.,
2003; HELLER e NASCIMENTO, 2004; NASCIMENTO e HELLER, 2005).
As carências em infra-estrutura de esgotamento sanitário representam fontes
de poluição concentradas que podem resultar na redução da disponibilidade hídrica
devido à deterioração da qualidade da água dos corpos receptores (BRAGA,
GRASSI e ASSIS, 2001). Desta forma, a utilização de sistemas de coleta e
tratamento de esgoto tornam-se importantes para a redução dos impactos
ocasionados pelos lançamentos de efluentes domésticos nos corpos d’água,
assegurando a disponibilidade dos recursos hídricos segundo metas de qualidade
estabelecidas através do instrumento de enquadramento de corpos d’água (BRASIL,
1997; PARANÁ, 1999; CONAMA, 2005).
De acordo com dados do censo de saneamento (IBGE, 2000), apesar de 78%
dos domicílios brasileiros serem atendidos com abastecimento de água tratada,
apenas 27% do esgoto produzido é coletado e tratado. Segundo MOTTA (2004), a
coleta de esgoto em áreas urbanas no Brasil está entre as piores da América Latina.
Este autor afirma que esta discrepância pode ser explicada em função dos
incentivos fornecidos pelo governo para o fornecimento de água tratada a toda
população, visto que, no século passado, a saúde da população brasileira estava
associada apenas as águas de abastecimento, sem que houvesse qualquer
preocupação com os impactos gerados com o lançamento de esgotos nos cursos de
água.
No entanto, nesta última década, maiores incentivos têm sido dados aos
estudos e projetos ligados ao tratamento de esgoto, através de fundos do BNDES e
a da CEF, principais fomentadores do setor de saneamento no Brasil (IBGE, 2000;
HELLER e NASCIMENTO, 2004; MOTTA, 2004; NASCIMENTO e HELLER, 2005).
Segundo dados do censo de saneamento, a cobertura nacional do sistema de
esgotamento sanitário passou de 47,3%, em 1989 para 52,2% em 2000. Ao longo
destes 11 anos, o número de municípios brasileiros aumentou em torno de 24% e,
16
no entanto, o serviço de esgotamento sanitário não acompanhou este crescimento,
tendo aumentado apenas 10% (IBGE, 2000).
Ainda de acordo com dados do IBGE (2000), a Região Sudeste apresenta a
maior proporção de municípios com serviço de esgotamento sanitário, em torno de
93%, enquanto a Região Sul apresenta índices em torno de 39%. No entanto, as
discrepâncias nesta região são grandes, como exemplo pode-se citar Curitiba e
Joinville, para as quais os índices de coleta e tratamento de esgoto são de,
aproximadamente, 70,45% e 15% para cada cidade, respectivamente (Marisa
Theobald, SANEPAR, contato pessoal, 2004).
Visto que a cobertura do sistema de esgotamento sanitário é reduzida e o
tratamento do esgoto coletado não é abrangente, o destino final do esgoto sanitário
contribui para um quadro precário do serviço realizado. Segundo o IBGE (2000),
apenas 33% dos municípios brasileiros tratam o esgoto coletado, sendo nos 67%
restantes dos municípios, o esgoto despejado em corpos aquáticos ou em solos, o
que compromete a qualidade das águas de abastecimentos, irrigação e recreação.
Desta forma, a gestão adequada dos sistemas urbanos de abastecimento e
esgotamento pode vir a reduzir uma série de impactos negativos, trazendo
benefícios à sociedade em geral (MIRANDA e TEIXEIRA, 2004).
2.3.
A INTERFERÊNCIA DA PRESENÇA DE SÓLIDOS NA ÁGUA
Os sólidos totais representam uma das mais importantes características
físicas das águas, estando relacionados à presença de matéria orgânica e inorgânica
nos corpos aquáticos. São subdivididos em sólidos em suspensão (Φ > 0,0001 µm),
sólidos dissolvidos (0,001 < Φ < 1 µm), sólidos coloidais (Φ <1 µm) e sólidos
sedimentáveis (aqueles que sedimentam em cone Imhoff em um período de 1 hora).
Quanto as suas características químicas podem ser classificados em voláteis,
representando principalmente matéria orgânica, e fixos, que representam a matéria
inorgânica.
17
A sua determinação, segundo METCALF e EDDY (2003) e KRONIMUS et al.
(2004), é de extrema importância para a avaliação da qualidade das águas e do
meio ambiente em geral. Fato justificado pela influência dos sólidos na formação de
sedimentos nos corpos aquáticos, na adsorção de contaminantes, que muitas vezes
são carreados por longas distâncias, na presença de microorganismos, como
bactérias, vírus e protozoários, adsorvidos aos sedimentos nas águas, além da
geração de gases e odores resultantes da decomposição das matérias orgânicas
adsorvidas aos sólidos. BRAGA (2001) apresenta e explica a importância da
identificação e da quantificação destes sólidos. Citando como exemplo a presença
de sólidos suspensos na água, esta autora afirma que estes componentes possuem
elevada superfície de contato, o que aumenta a capacidade de adsorção e desorção
de elementos traços. Fatos como estes prejudicam não apenas a estética e a biota
local, mas exercem influência em uma vasta área, dependendo das condições
hidráulicas do corpo aquático (HEM, 1989; APHA, 2001; BRAGA, 2001; METCALF e
EDDY, 2003; KRONIMUS et al., 2004).
Os sólidos presentes nos cursos d’água podem ser originados através de
processos de erosão natural ou acelerada do solo, lançamento de efluentes
domésticos e industriais, disposição de resíduos sólidos no ambiente, carreados
pelas chuvas através da drenagem superficial ou, ainda, através de processos de
urbanização de bacias hidrográficas. Desta forma, pode-se dizer que as principais
fontes de sólidos na água estão associadas à intervenção humana ao meio
ambiente (HEM, 1989; FENDRICH et al., 1991; EDWARDS, 1996, FENDRICH,
1997).
As águas, os ventos e as ações antrópicas exercem influência sobre o
processo de desagregação e remoção de sedimentos do solo, a erosão. Acredita-se
que o desmatamento seja uma das ações de maior influência para a ocorrência
deste processo. A água e o vento, ao incidirem sobre a superfície descoberta do
18
solo, arrastam sua camada superficial, carreando os sedimentos para corpos
aquáticos próximos (FENDRICH et al., 1991; REYES et al., 2005).
Os esgotos domésticos, muitas vezes lançados diretamente nos cursos
d’água, contêm aproximadamente 0,1% de sólidos, sendo esta fração a principal
responsável pela contaminação das águas. Em geral, estes sólidos apresentam 70%
de origem orgânica e 30% de origem inorgânica e microbiológica (METCALF e
EDDY, 2003).
Por outro lado, os sedimentos transportados pelo sistema de drenagem
contêm porções de argila, partículas orgânicas e inorgânicas, óleos e graxas, e
podem apresentar contaminação por esgotos domésticos e por metais pesados
provenientes de despejos industriais (PALERMO e THACKSON, 1988; HEM, 1989;
METCALF e EDDY, 2003).
O estudo realizado por OLIVEIRA e BAPTISTA (1997), citado por
NASCIMENTO e HELLER (2005), demonstrou que o aumento na produção de
sedimentos nas bacias hidrográficas está estritamente relacionado aos processos de
urbanização em regiões próximas. Os resultados do estudo realizado na Bacia
Hidrográfica do Ribeirão Pampulha, Minas Gerais, permitiu concluir que o aumento
em torno de 50% a 100% na produção de sedimentos foi decorrente do processo de
urbanização na região.
A presença de sólidos nos corpos aquáticos causa interferências na utilização
da água tanto para o abastecimento público como para a agricultura, para a
produção de energia e para a recreação. Pode-se afirmar que, a presença destes
materiais promove a deterioração da qualidade das águas, e os efeitos podem ser
físicos, químicos e/ou biológicos (HEM, 1989).
As interferências físicas ocasionadas pela presença de sólidos nas águas
estão relacionadas à redução da entrada e na dispersão dos raios luminosos nos
corpos aquáticos, desta forma, propiciando turbidez e cor às águas (VIEIRA, 2000) e
alterações nos processos de fotossíntese, devido à redução na concentração de
19
oxigênio dissolvido nas águas, resultado da decomposição da matéria orgânica
aderida aos sólidos (METCALF e EDDY, 2003; STEINBERGER e HONDZO, 1999;
COOPER et al., 2000).
Outro processo preocupante relativo à presença de sólidos nas águas é o
fenômeno de sedimentação. Com o tempo os sólidos tendem a sedimentar formando
bancos de sedimentos ao longo do canal, reduzindo a profundidade e interferindo
nos processos bióticos do corpo aquático (PALERMO e THACKSON, 1988;
EDWARDS, 1996; COOPER et al., 2000; BRAGA, 2001).
Através de processos de adsorção, os sedimentos presentes nos cursos
d’água tendem a fixar nutrientes, matéria orgânica, metais pesados, pesticidas e
microorganismos. Estes contaminantes, quando aderidos à interface sólida tendem a
ser transportados por longas distâncias, poluindo demais trechos do corpo aquático
em que estejam inseridos. Esses sólidos contaminados podem, ainda, sedimentar
durante o percurso, podendo ser os responsáveis pela contaminação local das
águas (BRAGA, 2001; METCALF e EDDY, 2003; GUO et al., 2003; LEIKNES et al.,
2004; REYES et al., 2005; VILLA, 2005).
BRAGA (2001), citando como exemplo a adsorção do mercúrio em
sedimentos, afirma que a quantidade a ser adsorvida é influenciada pelas espécies e
compostos deste metal, além do tipo de sedimento que irá adsorvê-lo. Desta forma,
coloca que a razão entre a desorção e a adsorção de mercúrio em um período de 24
horas é de 1:10 para as areias e 1:100 para as argilas. Comenta ainda que, a
adsorção é resultado da atração de íons pela superfície dos sólidos, e esta atração
pode ser física ou química.
A liberação das substâncias contaminantes adsorvidas aos sólidos, para a
coluna d’água ocorre por processos de desorção, resultantes de alterações no pH,
alcalinidade, potencial redox, salinidade e temperatura do meio (BRAGA, 2001;
METCALF e EDDY, 2003; VILLA, 2005). Além destes fatores, a contaminação pode
ocorrer através de materiais sedimentados no leito dos corpos aquáticos que são
20
ressuspendidos através do lançamento de águas de drenagem, efluentes ou
processos de dragagem que promovem alterações no meio físico do ambiente
(PALERMO e THACKSON, 1988; EDWARDS, 1996). REIMERS e KRENKEL (1974),
citados por BRAGA (2001), afirmam que a adsorção de mercúrio para o sedimento
pode ser considerada uma boa forma de remoção deste metal de uma determinada
solução. No entanto, afirmam que operações de dragagens podem atuar na direção
oposta devido à resuspensão do mercúrio precipitado quando os sedimentos são
revolvidos.
Os processos biológicos decorrentes da presença de sólidos na água, apesar
de intimamente ligados às interferências físicas e químicas, estão relacionados à
incubação de microorganismos neste material e à redução da concentração de
oxigênio dissolvido nas águas. A presença de matéria orgânica no corpo aquático e
também aderida aos sólidos propicia o crescimento e o desenvolvimento dos
microorganismos, assim, elevando o consumo de oxigênio dissolvido.
A depleção de oxigênio dissolvido nas águas, desta forma, está associada à
presença de sólidos, os quais influenciam nas trocas gasosas entre a atmosfera e a
superfície da água. Quando a matéria orgânica apresenta-se em elevadas
concentrações, o processo de decomposição é continuado, e os organismos
aeróbios são extinguidos, o que interfere no desenvolvimento de toda a biota do
corpo aquático. Como conseqüência da redução na concentração de oxigênio
dissolvido, inicia-se o processo anaeróbio de decomposição e, assim, o
desenvolvimento de maus odores associados, torna-se comum (HEM, 1989;
METCALF e EDDY, 2003; QUANTIN et al., 2005). VILLA (2005) afirma que a
percepção de maus odores nas proximidades do lago do Parque Barigüi, em
Curitiba, é devido à decomposição anaeróbia de matéria orgânica presente no lago e
à adsorvida no sedimento de fundo deste lago.
Em função do acima exposto, pode-se notar a importância da qualificação,
quantificação e remoção de sólidos nos ambientes aquáticos.
21
2.4.
A IMPORTÂNCIA DA AVALIAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE MATÉRIA
ORGÂNICA NA ÁGUA
Estudos relacionados à presença de matéria orgânica em corpos aquáticos
têm, cada vez mais, atraído a atenção dos pesquisadores em qualidade da água
(MARHABA et al., 2000; GUO et al., 2003; GARNIER et al., 2004; LEIKNES et al.,
2004; EVANS et al., 2005; LEE et al., 2005; REYES et al., 2005; SACHSE et al.,
2005; VAN HEES et al., 2005; VISCO et al., 2005). O interesse e a aparente
importância da aplicação desta variável como um indicador global da poluição e da
qualidade das águas tem feito com que os estudos relacionados a sua identificação,
quantificação e qualificação, além de sua interação com os processos naturais e
antrópicos, tenham aumentado.
Segundo LEIKNES et al. (2004) e TANGERINO e DI BERNARDO (2005), a
presença de matéria orgânica natural em corpos aquáticos, principalmente as
frações dissolvidas, está relacionada à cor, ao gosto, às incrustações nas redes de
distribuição e à formação de subprodutos tóxicos, como os trihalometanos. Estes
subprodutos são originados através da aplicação de agentes oxidantes e
desinfetantes, como o cloro e o dióxido de cloro, em águas para o abastecimento
humano que apresentem matéria orgânica natural, neste caso representado como
carbono orgânico dissolvido. Devido a estes e às demais interferências no meio
ambiente, a presença matéria orgânica na água tem sido motivo de muitos estudos
(BRAGA, GRASSI e ASSIS, 2001; TANGERINO e DI BERNARDO, 2005).
Em termos de qualidade da água, o indicador mais utilizado para a obtenção
de informações quantitativas e qualitativas da matéria orgânica tem sido o carbono
orgânico total (TOC). Na prática, a presença de carbono orgânico é proveniente de
fontes naturais, não influindo diretamente na saúde humana. Entretanto, as
atividades antrópicas propiciam a formação de compostos aromáticos, os quais
atuam na saúde humana (HEM, 1989; GARNIER et al., 2004; EVANS et al., 2005;
SACHSE et al., 2005; VAN HEES et al., 2005; VISCO et al., 2005).
22
A análise do TOC é uma medida indireta da concentração de matéria
orgânica presente na água, pois não fornece informações sobre a sua natureza e
estrutura, apenas quantifica os componentes orgânicos presentes na amostra
analisada, sendo necessárias outras análises para a qualificação desta matéria
orgânica. No entanto, sabe-se que, em águas não poluídas, a presença de TOC
pode estar relacionada à degradação de vegetais e animais e, também, às
substâncias húmicas, como os ácidos húmicos, fúlvicos e compostos com baixa
massa molecular, tais como os ácidos orgânicos e os aminoácidos, estes em menor
quantidade. Por outro lado, a presença de TOC em águas poluídas resulta de
atividades antrópicas como a utilização de fertilizantes, pesticidas, agentes
surfactantes e soluções oriundas de efluentes tratados em estações com baixa
eficiência (GUO et al., 2003; AZEVEDO, 2005; VAN HEES et al., 2005; VILLA, 2005;
VISCO et al., 2005).
GUO et al. (2003); EVANS et al. (2005); VAN HEES et al. (2005); VISCO et al.
(2005) afirmam que as concentrações de TOC são influenciadas por uma gama de
parâmetros, tais como a temperatura, a salinidade, o pH, as atividades
microbiológicas e a vegetação local, sendo, desta forma, dependentes da
sazonalidade do ambiente local. Com isto, valores de TOC, altamente variáveis,
dependem da biota local em que as águas serão coletadas. Segundo VISCO et al.
(2005), em corpos aquáticos, como rios e lagos, podem ocorrer variações na
concentração de carbono orgânico total entre 2 mg/L a 10 mg/L. Águas subterrâneas
e águas do mar apresentam valores, segundo este mesmo autor, inferiores a 1 mg/L,
ao contrário de regiões pantanosas que apresentam valores superiores a 10 mg/L,
conseqüência da alta atividade microbiana.
No entanto, quando as concentrações de matéria orgânica apresentam-se
superiores àquelas aceitáveis para que o ambiente aquático realize sua
autodepuração, os seguintes problemas, decorrentes das fontes antrópicas, são
23
gerados (HEM, 1989; BRAGA, 2001; GUO et al., 2003; GARNIER et al., 2004;
LEIKNES et al., 2004; EVANS et al., 2005; SACHSE et al.; 2005):
• proliferação de microorganismos aeróbios;
• redução da concentração de oxigênio dissolvido na água decorrentes do
consumo pelos microorganismos aeróbios;
• proliferação de microorganismos anaeróbios decorrentes da redução de
oxigênio dissolvido;
• adsorção de matéria orgânica pelos sedimentos presentes na água: alguns
autores sugerem que esta última situação é favorável ao ambiente
aquático, uma vez que a matéria orgânica estará sendo removida da coluna
da água para os sedimentos, onde poderá permanecer por vários anos. No
entanto, a movimentação do fundo pode induzir a liberação da matéria
orgânica antes adsorvida no sedimento (BRAGA, 2001; GUO et al., 2003;
REYES, 2005; VILLA, 2005);
• elevação da acidez das águas devido à presença de matéria orgânica, já
períodos de maior produtividade primária tornam o pH superior a 7,0;
• alteração química da água com a complexação de metais e a produção de
compostos tóxicos devido à interação com outras substâncias;
• a ressuspensão do sedimento aumenta a matéria orgânica particulada e
dissolvida na coluna da água e, consequentemente, diminui sua
transparência, alterando a biota do meio.
Em águas superficiais, a presença de matéria orgânica dissolvida, associada
à presença de cloro livre pode ocasionar a formação de substâncias tóxicas como os
compostos organoclorados. Segundo EVANS et al. (2005), o aumento da
concentração de carbono orgânico dissolvido é decorrente da complexação de
metais. Isto pode explicar o aumento significativo das concentrações de ferro e
alumínio nas águas.
24
Atualmente, a inclusão da análise de TOC tem sido adotada como um
importante parâmetro para o controle da qualidade dos efluentes a serem
descarregados em cursos d’água (HEM, 1989; VISCO et al., 2005).
As análises de TOC são baseadas na oxidação quantitativa da matéria
orgânica contida na solução em análise e na determinação da concentração de CO2
produzido, o qual é correlacionado ao valor total de carbono orgânico da amostra.
Dois métodos podem ser utilizados para a determinação do TOC, como
mostra a Figura 2.1. O primeiro, adota a quantificação de carbono total (TC) e
inorgânico (IC) presentes na amostra. O resultado para a concentração do TOC é
representado pela subtração entre valores de TC e IC. O segundo método retira,
inicialmente, todo o carbono inorgânico (IC) presente na amostra, oxidando a CO2
apenas as moléculas orgânicas que, por ventura, tenham sido capturadas
juntamente com as inorgânicas. Estas moléculas são denominadas carbono
orgânico purgável (POC). Em seguida, as moléculas remanescentes na amostra
inicial, conhecidas por carbono orgânico não-purgável (NPOC), são oxidadas. Desta
forma, a concentração de TOC é dada pela soma entre as concentrações de NPOC
e de POC (VISCO et al., 2005).
FIGURA 2.1 - RELAÇÕES DO CARBONO ORGÂNICO NA ÁGUA
Carbono Total (TC)
Carbono Orgânico Total (TOC)
Carbono Orgânico
Purgável (POC)
Carbono Inorgânico Total (TIC)
Carbono Orgânico
Não-Purgável (NPOC)
Particulado
FONTE: ADAPTADO DE VISCO et al. (2005)
Dissolvido
Particulado
Dissolvido
25
Entre as frações de TOC, o carbono orgânico dissolvido (DOC) encontra-se
entre as mais estudadas. O DOC é produzido através de fontes autóctones1 e
alóctones2, esse último originado a partir da decomposição parcial de organismos
(plantas, animais, microorganismos) presentes na água e no solo, sendo a
concentração de DOC influenciada pelas atividades antrópicas (MAIER e SWAIN,
1978; HEM, 1989; GARNIER et al., 2004; EVANS et al., 2005; SACHSE et al., 2005).
Esta fração pode ser obtida através da filtração, em membrana de 0,45 µm, da
amostra a ser analisada (HEM, 1989; APHA, 2001; EVANS et al., 2005).
Em águas superficiais, a concentração de DOC pode ser inferior a 1 mg/L ou
superior a 50 mg/L. Esta variação pode ocorrer pelo fato desta fração de carbono
orgânico ser altamente variável em função da fauna e da flora local e, também,
devido à interferência dos processos antrópicos. Desta forma, o monitoramento a ser
realizado em um corpo aquático deve levar em conta estas influências e, assim, ser
realizado em diferentes períodos do dia e do ano, para possibilitar uma visão ampla
da situação, uma vez que a qualidade da água varia com a sazonalidade e com o
ambiente local (HEM, 1989; EVANS et al., 2005; SACHSE et al., 2005).
Os compostos constituintes da fração dissolvida de carbono orgânico são
ilimitados, sendo impossível informar a sua composição química completa.
Entretanto, sabe-se que esta fração inclui quantidades reduzidas de compostos com
baixo peso molecular e elevadas quantidades de substâncias húmicas (EVANS et
al., 2005). Segundo SACHSE et al. (2005), a caracterização do DOC, embora difícil,
torna-se importante, pois uma vez determinada a sua concentração, podem ser
estabelecidas relações entre a influência das atividades autóctones 1 e alóctones 2
nos corpos d’água.
1
Referente aos materiais produzidos dentro do sistema, particularmente matéria orgânica produzida e
minerais reciclados em córregos e lagos (RICKLEFS, 1993).
2
Referente à matéria transportada para dentro do sistema, particularmente matéria orgânica e
minerais transportados por córregos e lagos (RICKLEFS, 1993).
26
A importância da determinação das concentrações de DOC está relacionada ao
funcionamento dos sistemas aquáticos. A presença desta fração nas águas influencia
na acidez, na temperatura, nos mecanismos de transporte e transferência de metais
traços, na absorbância da luz, na qualidade das águas de abastecimento, além de
atuar em processos de suprimento de energia, carbono e nutrientes, nos sistemas
aquáticos, impactando, desta forma, a biota das águas doce e marinha (MARHABA et
al., 2000; LEIKNES et al., 2004; EVANS et al., 2005; SACHSE et al., 2005).
Nos estudos realizados por EVANS et al. (2005), foi observado que ao longo
de 15 anos de monitoramento realizado em lagos e rios do Reino Unido, as
concentrações de DOC aumentaram em 91%, tendo sido demonstrado que os 22
pontos de coleta apresentaram elevações significativas de matéria orgânica
dissolvida. Segundo os autores, os motivos deste aumento estão estritamente
ligados aos processos antrópicos no meio ambiente, tais como a utilização de
fertilizantes, pesticidas e agentes surfactantes, além da presença de efluentes
domésticos ou industriais lançados inadequadamente nos corpos aquáticos. Foi
constatado que o aumento da concentração de DOC está, também, relacionado ao
aumento da temperatura ambiente e à redução das deposições ácidas nos solos.
Entretanto, tanto estes autores quanto REYES et al. (2005), afirmam ser difícil a
compreensão e o estabelecimento de tendências entre estas relações, devido à
escassez de pesquisas relacionadas ao assunto. Fato que se justifica por ser tema
somente de pesquisas recentes.
O estudo realizado por VILLA (2005), que avaliou a qualidade da água do lago
do Parque Barigüi, em Curitiba, enfatizou a avaliação da concentração da matéria
orgânica presente no ecossistema. Através do monitoramento da qualidade da água
do lago, foi possível observar o grande aporte de matéria orgânica e nutrientes, o que
eleva a tendência do sistema à eutrofização e à depleção da concentração de
oxigênio dissolvido na água. A realização de análises como DBO, DQO, OD, TOC,
DOC e sólidos permitiram a quantificação da matéria orgânica nas águas do Lago
27
Barigüi e a compreensão do ciclo do carbono neste meio. No entanto, a qualificação
da matéria orgânica do ecossistema foi melhor compreendida através da realização
de análises de fluorescência e absorbância, como mencionado pelos autores HEM
(1989), AZEVEDO (2005), EVANS et al. (2005), SACHSE et al. (2005).
Os resultados obtidos por VILLA (2005) evidenciaram a necessidade da
compreensão do ecossistema como um todo para a avaliação da qualidade da água
e para a gestão dos recursos hídricos.
2.5.
COAGULANTES UTILIZADOS PARA A REMOÇÃO DE SÓLIDOS E
MATÉRIA ORGÂNICA
A utilização de coagulantes em águas visando a separação de impurezas
através da formação de dispersões coloidais tem sido uma técnica bastante
empregada que remonta a épocas antigas da história da humanidade. No Egito antigo
eram utilizadas farinhas de favas e de amendoim como agentes removedores das
partículas coloidais; na Índia eram empregadas nozes moídas e, na China, o alúmem,
um sulfato duplo de alumínio e potássio, precursor dos modernos coagulantes
minerais. Na Inglaterra, em 1853, J. Simpson fez as primeiras tentativas de
coagulação em grande escala com sulfato de alumínio. No entanto, apenas em 1885,
foi lançada, por Isaiah Hyatt, a primeira patente deste produto (PAVANELLI, 2001).
Vários estudos têm sido realizados com o intuito de melhor compreender as
interações entre os coagulantes empregados em um determinado tratamento e as
impurezas a serem removidas, outros têm sido desenvolvidos na tentativa da
melhoria da qualidade da água com a utilização de coagulantes e auxiliares de
coagulação (LEENTVAAR et al., 1978; SEMMENS e FIELD, 1980; CURI, 1995;
STUMM e MORGAN, 1962; SILVA, 1999; VILGÉ-RITTER et al., 1999; AGUILAR et
al., 2002; CENTURIONE e DI BERNARDO, 2002; GAO, 2002; EXALL, 2003;
HURST et al., 2004; SAMRANI, 2004; AL-MUTAIRI et al., 2004), outros ainda, têm
sido realizados com o objetivo de desenvolver novos coagulantes (CURI, 1995;
28
SILVA, 1999; VILGÉ-RITTER et al., 1999; FAN et al., 2000; ABDESSEMED et al.,
2000; ARSLAN, 2001; PAVANELLI, 2001; AGUILAR et al., 2002; GAO, 2002), entre
eles destaca-se o polímero de silicato de alumínio – PASIC, coagulante inorgânico
composto por sais de alumínio e sílica ativada (GAO, 2002). Esse estudo tem sido
conduzido com a intenção de obter melhores proporções Al/Si para elevar a
eficiência na remoção das impurezas das águas poluídas.
Os coagulantes geralmente utilizados em estações de tratamento de água
são os sais de alumínio, os sais férricos, os polímeros sintéticos e os naturais (CURI,
1995; SILVA, 1999; AGUILAR et al., 2002; AL-MUTAIRI et al. 2004; EBELING et al.,
2005), entretanto, o sulfato de alumínio é o mais empregado devido aos baixos
custos associados a sua utilização (COSTA, 2005; EBELING et al., 2005) e a sua
elevada eficiência na remoção de sólidos, matéria orgânica e nutrientes como o
fósforo (SILVA, 1999; EBELING et al., 2005).
O sulfato de alumínio [Al2(SO4)3.nH2O] apresenta entre 14 e 18 moléculas de
água de cristalização. Quando anidro apresenta peso molecular de 342,16 g, a
temperatura de decomposição esta na faixa de 600oC, e apresenta desprendimento
de anidrido sulfúrico (SO3). Segundo SEMMENS e FIELD (1980), o sulfato de
alumínio apresenta elevada capacidade para remoção de orgânicos, devido à rápida
associação cinética entre as substâncias orgânicas e o alumínio.
O Al2(SO4)3.nH2O possui as seguintes vantagens quando comparado aos
demais agentes coagulantes utilizados (BRATBY, 1980; CURI, 1995; PAVANELLI,
2001; AL MUTAIRI et al., 2004; COSTA, 2005; EBELING et al., 2005):
• ampla faixa de aceitação e aplicação em relação ao pH;
• elevada eficiência na remoção de sólidos conduzindo à rápida clarificação e
decantação de sólidos da água em tratamento;
• apesar da elevada decantação dos sólidos, o volume de lodo gerado é
sempre menor quando comparado aos polímeros sintéticos e orgânicos;
29
• facilidade de aquisição, armazenamento, mistura, aplicação e custo
relativamente baixo.
O cloreto férrico (FeCl3.6H2O), empregado em águas altamente poluídas,
acarreta redução drástica de matéria orgânica e sólidos suspensos, fazendo com que
parâmetros como DBO e turbidez sejam reduzidos, assim como, a presença de fosfatos
(PAVANELLI, 2001). Segundo este autor, as melhores faixas de pH para a atuação
deste coagulante situam-se entre 5,7 e 6,2 para águas com elevada cor e turbidez.
De acordo com AL-MUTAIRI et al. (2004), os polímeros sintéticos, citando
como exemplo o Praestol, polímero sintético não iônico bastante utilizado nas ETA´s
do Kuwait, geram maior volume de lodo com menor quantidade de sólidos
suspensos decantados. Um estudo desenvolvido por esse autor, para comparar as
eficiências da remoção de sólidos suspensos através da utilização de sulfato de
alumínio e de Praestol, apresentou como resultado as eficiências de 99% para o
sulfato de alumínio e de 96% para o Praestol. Nesse mesmo estudo, considerando a
remoção da turbidez, do carbono orgânico dissolvido e dos sólidos suspensos os
valores obtidos variaram entre 100 mg/L e 300 mg/L, para o sulfato de alumínio e
30 mg/L e 70 mg/L para o Praestol.
Outro coagulante bastante utilizado é o policloreto de alumínio – PAC-18,
coagulante polimérico inorgânico. Este coagulante apresenta vantagens como ampla
faixa de aplicação de pH, rápida velocidade de agregação para a formação de
flocos, necessidade de pequenas doses para a obtenção de eficiência elevada,
baixa sensibilidade às variações de temperatura e baixa concentração de metal
residual (AGUILAR et al., 2002; GAO, 2002). No entanto, o seu custo elevado
inviabiliza a utilização em larga escala em países como o Brasil (PAVANELLI, 2001).
Nos estudos realizados por AGUILAR et al. (2002) foram comparadas as
eficiências na remoção de nutrientes obtidas através de tratamento físico-químico,
com a aplicação de sulfato de alumínio, sulfato férrico e PAC em efluentes
domésticos. A eficiência obtida para a remoção de fósforo total e ortofosfato, para os
30
coagulantes aplicados foi de, aproximadamente, 100%, diferentemente da eficiência
obtida para a remoção de nitrogênio amoniacal, que foi inferior a 15%. Para a
remoção de nitrogênio albuminóide, fração relacionada apenas à parte protêica, as
eficiências variaram de 74 % a 83%, para o sulfato de alumínio, de 85% a 88%, para
o sulfato férrico e de 68% a 77% para o PAC. A remoção de nitrogênio total variou
entre 30% e 44%, quando utilizado o sulfato de alumínio, 50% e 57%, para o sulfato
férrico e, em torno, de 40% para o PAC.
No estudo realizado por LEIKNES et al. (2004), foi testada a eficiência da
remoção de matéria orgânica natural e cor de águas de abastecimento na Noruega,
através do processo de coagulação e microfiltração por membranas de metais
inorgânicos, utilizando-se o alumínio como tela. Neste estudo, o agente coagulante
utilizado foi o PAC e a eficiência obtida para a remoção de matéria orgânica natural
variou entre 65% e 75%, enquanto para a remoção de cor foi sempre superior a 95%.
No estudo realizado por JIMÉNEZ e LANDA (1998), foi avaliada a eficiência
da remoção de sólidos suspensos totais, nitrogênio total, fósforo total, DQO e ovos
de helmintos, através de processo de coagulação seguido por um processo de
filtração. Os coagulantes utilizados foram o sulfato de alumínio e o cloreto férrico.
Para a remoção de ovos de helmintos a eficiência obtida foi em torno de 99%,
utilizando-se dosagens de 5 a 40 mg/L para o sulfato de alumínio, e de 20 a 40 mg/L
para o cloreto férrico. A eficiência da remoção de sólidos suspensos totais foi em
torno de 73%, já para a remoção de nitrogênio total foi de 50% e para o fósforo total
foi de 39%. No entanto, a eficiência da remoção de DQO variou entre os
coagulantes. Quando utilizado o sulfato de alumínio a eficiência de remoção foi de
42% e para o cloreto férrico foi de 49%. As dosagens utilizadas foram iguais as
utilizadas para a avaliação na remoção de ovos de helmintos.
Um outro estudo, para avaliar a eficiência da remoção de DQO através da
utilização de cloreto férrico, levado a efeito por ABDESSEMED et al. (2001),
apresentou como resultado uma eficiência de 73%.
31
Entre os polímeros naturais que têm sido estudados pode-se destacar a
quitosana e o tanino. A quitosana, polímero natural produzido a partir da quitina
presente em resíduos de processamento de camarão e caranguejo, tem se mostrado
efetiva na coagulação de sólidos suspensos em resíduos de processamento de
vegetais, aves e lacticínios, além de ser um agente efetivo na coagulação de lodos
ativados. O lodo resultante da utilização deste polímero natural é conhecido por ser
mais nobre, por ser natural, o que possibilita o seu reaproveitamento como ingrediente
nas formulações para nutrição animal ou ainda como fertilizante (CURI, 1995).
O tanino, polímero natural extraído de vegetais, possui a propriedade de
adsorver metais dissolvidos na água, aglutinando-os por precipitação no meio.
Alguns países, entre eles Cuba, utilizam este polímero em águas poluídas por
metais com a finalidade de tratamento para fins potáveis. Este polímero possui
importante papel nas áreas de engenharia sanitária e ambiental, entretanto, apesar
do Brasil ser rico em fontes vegetais de taninos, poucas são as áreas em que eles
são
industrializados
e
comercializados.
No
Brasil,
os
principais
vegetais
fornecedores de taninos são a Acácia Negra ou Mimosa, o Barbatimão, o Angico,
sendo o Paraná o único estado que o industrializa, o Murici (malpighiaceae), a
Aroeira, o Mangue Vermelho (rizorforácea), o Quebracho, o Mangue Branco, o
Jatobá da Mata, o Majoleiro, o Pinheiro e o Eucalypto, a Bananeira e a Goiabeira
(SILVA, 1999).
Nos estudos desenvolvidos por CURI (1995), o critério adotado para a
interpretação dos dados foi o de 95% de remoção de sólidos suspensos totais em
relação à aplicação de quitosana, de tanino e de sulfato de alumínio. As dosagens
ótimas encontradas para esta remoção variaram de 20 mg/L a 30 mg/L para a
quitosana, 250 a 500 mg/L para o tanino e em torno de 25 mg/L para o sulfato de
alumínio.
A escolha do coagulante a ser utilizado para a separação das impurezas nas
águas poluídas, segundo BRATBY (1980), AGUILAR et al. (2002) e AL-MUTAIRI et
32
al. (2004), deve ser baseada nas características dos efluentes, na geração de lodo,
na facilidade de transporte, na disponibilidade e nos custos relacionados à utilização
do coagulante.
2.6.
SISTEMAS APLICADOS NO PRÓPRIO RIO VISANDO A REMOÇÃO DE
SÓLIDOS
A qualidade ambiental de grandes cursos d’água de bacias urbanizadas tem
sido uma das grandes questões abordadas pelo saneamento ambiental, não apenas
em países em desenvolvimento, como o Brasil, mas também em países
desenvolvidos, como o Japão.
A aplicação de recursos financeiros elevados para a realização de soluções
convencionais de esgotamento sanitário requer, muitas vezes, prazos consideráveis
devido à vinculação e à captação de financiamentos nacionais ou internacionais.
Desta forma, tecnologias inovadoras, que aliam baixos investimentos e custos
operacionais a prazos curtos de implantação, têm sido estudadas por MATSUMOTO
(1997), AHSAN et al. (2001), ANGELIS et al. (2001), JORGE (2002), SABESP
(2005). No entanto, deve-se enfatizar que estas tecnologias de tratamento aparecem
como um auxiliador’, nunca como um substitutivo aos sistemas convencionais de
tratamento de esgoto (ANGELIS et al., 2001).
Um dos primeiros estudos sistematizados, simulando o tratamento do rio
dentro do rio, remonta a 1988, quando AYOUB e NAZZAL, no Líbano, avaliaram a
eficiência para a redução da turbidez de águas promovidas pela instalação de
septos de cascalhos em um canal de floculação. Foi constatado que, o aumento de
20% na eficiência do sistema com a utilização destes septos permitiu a redução em
60% do comprimento do fluxo do canal anteriormente utilizado para o processo de
floculação. A aplicação desta alternativa proporcionou como resultado uma eficiência
para a remoção da turbidez das águas de até 95%. Apesar deste estudo não ter sido
realizado no leito de um rio, a utilização de sistemas restritores do fluxo da água
33
demonstraram elevada eficiência e bons resultados, sugerindo a viabilidade do
desenvolvimento de estudos em situações reais.
Uma alternativa implantada no canal de escoamento de um rio foi proposta e
avaliada por MATSUMOTO (1997). Este estudo foi levado a efeito através da
utilização de materiais naturais e restos da construção civil para viabilizar o sistema
Shimanto-Gawa, concebido para tratar quantidades de descargas de poluentes no
próprio leito de drenagem do córrego Shimanto, no Japão. Segundo o autor, a
redução na concentração de poluentes em pequenos rios e córregos acarreta a
melhoria da qualidade da água não apenas a estes corpos aquáticos, como também
aos seus receptores.
Este equipamento, concebido em 5 compartimentos, foi dimensionado para
pequenas comunidades, para áreas com baixa densidade populacional, e apresenta
capacidade de tratamento de aproximadamente 70 m3/d de água.
Na concepção de MATSUMOTO (1997), o primeiro compartimento, conhecido
como tanque de precipitação, é responsável pela remoção de areia e metais
pesados. A precipitação de metais neste tanque ocorre através de processos de
interação físico-química e biológica, em meio ácido, entre o efluente a ser tratado e
um líquido anaeróbio disposto neste tanque, desenvolvido pelo grupo de pesquisa
de solos do Dr. Satoshi Matsumoto da Universidade de Tóquio.
O segundo compartimento atua como um tanque de filtração, sendo
responsável pela remoção de sólidos suspensos, matérias orgânicas e nutrientes,
através da utilização de filtro plástico, nitrolite (bom adsorvedor de íons amônia) e
matéria orgânica, esta última dispostas em pacotes. Estes pacotes foram
desenvolvidos com o intuito de remoção do nitrogênio inorgânico através de
processos biológicos entre a matéria orgânica e o efluente em tratamento. Nestes
pacotes foram colocadas folhas, restos de caules, raízes, materiais com altas taxas
de carbono.
34
O terceiro e o quarto compartimentos foram concebidos para remover material
orgânico pouco solúvel (compostos sintéticos) e, ainda, degradar macromoléculas de
carboidratos. Nestes tanques são utilizados, além de filtro plástico e nitrolite, carvão
e carvão vegetal. O quinto, e último compartimento, destina-se à adsorção de íons
fosfato, utilizando além dos filtros já citados, pedras de calcário que auxiliam na
adsorção deste íon.
A Figura 2.2 mostra o esquema do sistema Shimanto-Gawa implantado no rio
Shimanto, no Japão.
FIGURA 2.2 – ESQUEMA DO SISTEMA SHIMANTO-GAWA
saída
entrada
do
do
Tanque de
precipitação
fluxo
fluxo
1°tanque
2°tanque
3°tanque
4°tanque
5°tanque
LEGENDA: (1) FILTRO PLÁSTICO
(2) NITROLITE
(3) MATÉRIA ORGÂNICA
(4) CARVÃO VEGETAL
(5) CARVÃO
(6) PEDRAS DE CALCÁRIO
AERAÇÃO
FONTE: ADAPTADO DE MATSUMOTO (1997)
As eficiências obtidas para a melhoria da qualidade da água através da
utilização do sistema Shimanto-Gawa, para a remoção de DBO, DQO, nitrogênio
total (NT), fósforo total (PT), detergentes (Deterg.) e coliformes fecais são mostradas
na TABELA 2.1. Como podem ser observadas, as remoções de nutrientes foram
relativamente inferiores a 80%, devido às baixas concentrações de nitrogênio e
fósforo total presentes no córrego Shimanto, que apresenta concentrações inferiores
a 10 mg/L (MATSUMOTO, 1997).
35
TABELA 2.1 – EFICIÊNCIA DA REMOÇÃO DO SISTEMA SHIMANTO-GAWA
PARÂMETROS
REMOÇÃO EM
(%)
DBO
DQO
93
NT
82
Deterg.
PT
61
66
92
Coliformes
Fecais
95-98
FONTE: ADAPTADO DE MATSUMOTO (1997)
O sistema de purificação Shimanto-Gawa funciona em sentido vertical ao
fluxo da água do rio, sendo enterrado em declividade de 1/80. Outra característica
referente ao sistema é a aeração proporcionada aos terceiro, quarto e quinto
compartimentos, além do fechamento mecânico da comporta de entrada do fluxo da
água em dias de elevada precipitação, minimizando o aporte de pedras e areias ao
sistema. MATSUMOTO (1997) afirma que chuvas torrenciais podem proporcionar a
diluição de pequenas concentrações de substâncias poluentes nas águas drenadas
ao corpo hídrico, desta forma, estas águas podem vir a não necessitar de tratamento.
Em contraposição, os estudos realizados por HURST et al. (2004), na
Inglaterra, mostraram que chuvas intensas dificultam o tratamento das águas, devido
ao aumento da turbidez e das concentrações de matéria orgânica. Neste estudo, foi
observado que a elevação das concentrações, em relação ao carbono orgânico
dissolvido, chegaram a 40%.
Estudos realizados por AHSAN et al. (2001), avaliaram a capacidade de
filtração e remoção de sólidos suspensos, íons fosfato, amônia, nitrato e DQO, em
uma mistura de efluentes domésticos e químicos da Universidade de Mie/Japão,
através da utilização de materiais naturais e residuais, como conchas, pedras
calcárias, papéis com concreto e cimento. Os resultados deste estudo demonstraram
eficiência e viabilidade da utilização de materiais naturais e residuais para o
tratamento de efluentes, propiciando custos mais acessíveis para a realização do
tratamento, em geral oneroso. Este estudo é parte integrante às pesquisas
realizadas com o Sistema Shimanto-Gawa, desenvolvido por MATSUMOTO (1997),
que utiliza materiais naturais para remoção de poluentes.
36
Segundo AHSAN et al. (2001), a eficiência na remoção de sólidos suspensos
utilizando carvão vegetal apresentou valores na ordem de 99% a 100%. Entretanto,
para a utilização de papéis e restos de concreto, a remoção variou entre 55% e 78%,
permitindo concluir que a utilização de partículas com diâmetros menores propicia
maior remoção de sólidos suspensos. Neste estudo, a utilização de papéis e restos
de cimento mostrou-se eficiente na remoção de íons fosfatos, sendo de 80%, ao
contrário da sua utilização para remoção de amônia e nitrato, que variou entre 0% e
13%, e 14% e 23%, respectivamente. No mesmo estudo, os resultados mostraram
que a utilização de conchas e carvão vegetal foi pouco eficiente na remoção de
nitrato, chegando a níveis de remoção próximos a 38%, para ambos materiais,
enquanto a remoção de DQO, em presença de carvão vegetal, foi elevada e em
torno de 85% a 88%.
Uma alternativa brasileira foi desenvolvida e tem sido estudada pela SABESP
como uma nova tecnologia de tratamento das águas dos rios no próprio rio, este
sistema é designado como Estação de Flotação e Remoção de Flutuantes,
FLOTFLUX®. Este equipamento, de tratamento não convencional, aplica técnicas de
coagulação/floculação e flotação, de forma seqüencial e direta, no leito do rio em que
esteja instalado. Possui dimensões compactas, exige reduzido volume de obras civis,
podendo ser aplicado em diferentes localidades, como bosques e parques (SABESP,
2005). Este equipamento atua em cinco etapas, sendo elas: a) retenção de resíduos
sólidos, b) injeção de coagulantes e polímeros – coagulação/floculação, c) microaeração da massa liquida – flotação, d) remoção e transporte do lodo flotado, e)
cloração (ANGELIS et al., 2001). O coagulante e os polímeros utilizados, assim como,
a aplicação de cloro à água, dependem do uso a que esta água se destina.
No sistema FLOTFLUX®, inicialmente, a água a ser tratada passa por
compartimentos de caixa de areia e gradeamento, visando a remoção de sólidos
grosseiros e a retenção de resíduos sólidos carreados, respectivamente. Em
seguida, o tratamento físico-químico é iniciado através da injeção de coagulante e
37
auxiliares de coagulação (polímeros), objetivando melhor eficiência na remoção de
sólidos. Nesta fase, é realizada a medição da vazão do volume de água em
tratamento, através de uma calha Parshall. Na seqüência, o processo de flotação é
iniciado através da injeção da mistura de água e ar micro-pulverizada, resultando na
suspensão de sólidos na forma de lodo à superfície da água. Neste processo, a
interação entre os flocos advindos do sistema de floculação e as micro-bolhas
geradas pelo processo determina a elevada eficiência da etapa de flotação
(SANTOS et al., 2004). A remoção do lodo formado é viabilizada por 2 conjuntos de
palhetas que captam o material flutuante, que posteriormente é enviado às estações
de tratamento de esgoto (ETE).
As eficiências obtidas, com a utilização do sistema FLOTFLUX®, para a
redução de DBO, DQO, sólidos suspensos (SS), fosfato, coliformes fecais, turbidez e
cor têm sido satisfatórias, e encontram-se apresentadas na TABELA 2.2 (ANGELIS
et al., 2001; SABESP, 2005).
TABELA 2.2 – EFICIÊNCIA DA REMOÇÃO DO SISTEMA FLOTFLUX®
PARÂMETROS
(%) DE
REMOÇÃO
DBO
65-80
DQO
60-75
SS
91-95
Fosfato
95-98
Colif.
Fecais
99,4-99,9
Turbidez
92-97
Cor
85-95
FONTE: ADAPTADO DE ANGELIS et al. (2001); SABESP (2005)
O incremento na concentração de OD também tem sido um dos impactos
positivos na melhoria da qualidade da água, chegando a acréscimos que variam de
4 mg/L a 6 mg/L (ANGELIS et al., 2001; SABESP, 2005). A Figura 2.3 mostra o
esquema do sistema FLOTFLUX®.
38
FIGURA 2.3 – ESQUEMA DO FLOTFLUX®
FONTE: DT ENGENHARIA (2005)
A primeira aplicação do sistema FLOTFLUX® remonta a 1998, na Praia da
Enseada, em Guarujá/SP. Este sistema foi aplicado com o intuito de garantir
balneabilidade às praias locais e atender às condições emergenciais verificadas
39
durante as temporadas de veraneio. Esta unidade foi desenvolvida para operar com
uma vazão de até 50 L/s (DT ENGENHARIA, 2005).
Com a significativa melhoria na qualidade da água na Praia da Enseada foi
definido, em novembro de 2000, a instalação de um sistema similar nos Parques
Ibirapuera e da Aclimação, em São Paulo/SP (SMVMA, 2004). Com o “Projeto de
Despoluição da Bacia do Córrego do Sapateiro e Recuperação da Qualidade da
Água dos Lagos do Parque Ibirapuera”, a instalação do sistema FLOTFLUX®
ocorreu, primeiramente, neste córrego, a montante dos lagos do Parque Ibirapuera.
Com este projeto foram realizadas tentativas para a intensificação do desligamento
de trechos da rede coletora de esgotos das galerias de águas pluviais da bacia do
córrego do Sapateiro. Neste sentido também foram identificadas e corrigidas as
ligações clandestinas de esgotos. Segundo a Secretaria Municipal do Verde e Meio
Ambiente – SMVMA, atualmente os lagos do Parque Ibirapuera não recebem
nenhum lançamento de esgotos, e a qualidade das águas tem sido motivo de maior
procura do parque por parte da população (SMVMA, 2004).
O sistema FLOTFLUX® que opera no Parque Ibirapuera, local onde o sistema
possui 92 m de extensão, possui capacidade de tratamento máxima em torno de 150 L/s,
enquanto o da estação instalada no Parque da Aclimação trata uma vazão de até 50 L/s
(ANGELIS et al., 2001).
Ainda em relação a projetos desenvolvidos pela SABESP, para a despoluição
do rio Pinheiros/SP, estima-se que os investimentos ultrapassem US$ 100 milhões
(SMVMA, 2004), e estão previstas a instalação de 7 unidades do sistema
FLOTFLUX®, 3 no rio Pinheiros e 4 nos seus principais afluentes; Zavuvus, em
Santo Amaro; Morro do S, próximo ao Morumbi; Jaguaré e Pirajuçara (SMVMA,
2004). Outros locais de instalação e operação são os lagos do Horto Florestal, com
capacidade de tratamento de uma vazão até 50 L/s, do Parque do Jaraguá, com
capacidade de tratamento de uma vazão até 30 L/s, e o afluente da represa do
Guarapiranga, o rio Guavirutuba, com capacidade de tratamento de uma vazão até
40
200 L/s. Em São Paulo o Sistema FLOTFLUX® tem sido utilizado para fornecer água
para irrigar canteiros do Projeto São Paulo Pomar. As estações que tem sido
utilizadas possuem capacidade para tratar vazões de até 5 L/s (DT ENGENHARIA,
2005; SMVMA, 2005).
O Sistema FLOTFLUX® também foi instalado, e está em funcionamento, na
Praia de Ramos, na Baia da Guanabara/RJ, onde opera com a utilização do coagulante
policloreto de alumínio – PAC, ao contrário dos demais sistemas que utilizam sulfato de
alumínio ou cloreto férrico. Nas praias de São Conrado e do Flamengo os sistemas
instalados tratam vazões de até 300 L/s (DT ENGENHARIA, 2005).
Em Minas Gerais, o Sistema FLOTFLUX® foi instalado para recuperar a Lagoa
da Pampulha, em Belo Horizonte, com estações na foz dos córregos da Ressaca e
Sarandi, possibilitando o tratamento de 750 L/s de água (DT ENGENHARIA, 2005).
Na cidade de Joinville/SC, que apresenta apenas 15% da população atendida
por coleta de esgoto (CASAN, 2005), foi instalada, e está em funcionamento uma
unidade em escala piloto experimental do sistema FLOTFLUX®. Esta unidade foi
instalada no rio Cachoeira e com custo orçado em R$ 8 milhões, e custos de
manutenção na ordem de R$ 16 a 41 mil (DT ENGENHARIA, 2005).
Outra proposta para a solução de problemas relacionados à poluição hídrica,
especialmente relacionados a corpos aquáticos que recebem descarga de esgoto
doméstico, foi desenvolvida por JORGE (2002). Neste estudo, foi utilizado um
sistema composto por dois gabiões ligados em série e implantados no leito do
córrego Blanche, em Curitiba. Este estudo teve por finalidade avaliar a remoção de
sólidos suspensos e a conseqüente redução da carga orgânica, através da redução
da velocidade do fluxo do escoamento e da retenção de sólidos. O estudo foi
realizado em duas etapas, sendo a primeira sem injeção de agente coagulante e a
segunda com a injeção de coagulantes, tendo sido utilizado o sulfato de alumínio,
desta forma, pôde-se avaliar a eficiência proporcionada pela injeção deste
coagulante na remoção de sólidos em suspensão.
41
O sistema possuiu dimensões de 0,6 m de comprimento; 0,26 m de altura e 1
m de largura. Para a composição dos gabiões foram utilizadas pedras, retiradas do
próprio leito do córrego, com diâmetros que variaram entre 10 cm e 25 cm.
Os resultados obtidos por JORGE (2002), apresentaram eficiência para a
remoção de DBO que variaram entre 19% e 35%, média de 27%, sem a adição de
sulfato de alumínio, e entre 32% e 63%, após adição. Por outro lado, a eficiência
obtida para remoção de sólidos suspensos variou entre 50,3% e 68,1%, com a
adição de sulfato de alumínio. A remoção da carga orgânica variou entre 5,4 kg/d e
21,48 kg/d, sem a adição de coagulante, e entre 16,3 kg/d e 41,2 kg/d com a adição
de sulfato alumínio.
A Figura 2.4 mostra o esquema dos gabiões implantados no córrego Blanche,
por JORGE (2002).
FIGURA 2.4 – SISTEMA DE GABIÕES INSTALADOS NO CÓRREGO
BLANCHE
FONTE: JORGE (2002)
Em função da identificação dos problemas relacionados à qualidade da água
em Curitiba e na tentativa de propor uma alternativa tecnológica para a remoção de
42
sólidos objetivando a redução da concentração de matéria orgânica e nutrientes,
esta dissertação é uma contribuição aos trabalhos desenvolvidos para a melhoria da
qualidade das águas superficiais, em sistemas aquáticos de pequeno porte, através
da aplicação de sistemas de tratamento no próprio rio. Está baseada nas
contribuições realizadas por MATSUMOTO (1997) e pela SABESP e, dá
continuidade, ao trabalho desenvolvido por JORGE (2002), também no córrego
Blanche.
O sistema aqui proposto apresenta como principais características o baixo
nível de investimentos para construção, implantação e manutenção; o reduzido
impacto ambiental devido ao pequeno volume de obras civis; as dimensões
compactas e a versatilidade para aplicação em corpos aquáticos de pequeno porte
localizados em qualquer área de comunidades urbanas ou rurais.
43
OBJETIVOS
Apesar de 70,45% do esgoto produzido pela população curitibana ser
coletado e tratado (Marisa Theobald, SANEPAR, contato pessoal, 2004), sabe-se
que muitos rios da cidade encontram-se em situações críticas com a poluição,
prejudicando não apenas o meio ambiente local, mas a cidade como um todo.
Visto desta maneira, a realização deste trabalho visou alcançar os seguintes
objetivos:
OBJETIVO GERAL
Desenvolver, implantar e monitorar um sistema que promova a remoção dos
sólidos suspensos e reduza as concentrações de matéria orgânica e de nutrientes,
e, portanto, possa permitir a melhoria da qualidade de corpos aquáticos de pequeno
porte, sendo utilizado como estudo de caso o córrego Blanche.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Para atingir o objetivo geral desta pesquisa, os seguintes objetivos
específicos foram estabelecidos:
1.
dar continuidade para o desenvolvimento do sistema de contenção de
sólidos desenvolvido por JORGE (2002), através do acréscimo de partes
e fases do tratamento de água que possibilitem aumento da eficiência e
eficácia do sistema a ser desenvolvido;
2.
dimensionar o sistema de tratamento das águas do córrego Blanche;
3.
implantar o sistema de tratamento no leito do córrego Blanche;
4.
definir um plano de monitoramento para o córrego Blanche;
5.
avaliar a capacidade do sistema em reduzir a concentração de sólidos
suspensos, comparando dados a montante e a jusante a sua instalação;
6.
avaliar a capacidade do sistema em reduzir a concentração de matéria
orgânica, comparando dados a montante e a jusante a sua instalação;
44
7.
avaliar a capacidade do sistema em reduzir a concentração dos
nutrientes nitrogênio e fósforo, comparando dados a montante e a jusante
a sua instalação;
8.
estabelecer a relação entre a remoção de sólidos suspensos e a redução
de matéria orgânica;
9.
elaborar e aplicar um questionário de aceitação do sistema para verificar
as impressões, percepções e verificar a aceitação dos freqüentadores;
10. avaliar o comportamento hidráulico do sistema em estudo.
3.
MATERIAIS E MÉTODOS
3.1.
DEFINIÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
O despejo de esgotos domésticos nos cursos de água de Curitiba é um dos
maiores problemas ambientais no âmbito municipal. Apesar de 70,45% do esgoto
ser coletado e tratado na cidade de Curitiba (Marisa Theobald, SANEPAR, contato
pessoal, 2004), torna-se difícil avaliar o volume total de esgoto descarregado nos
rios da cidade, pois parte dele pode estar sendo retido em tanques sépticos ou ainda
pode chegar aos rios através de ligações clandestinas.
Para dar continuidade a um estudo anterior (JORGE, 2002) desenvolvido em
Curitiba/PR, o córrego Blanche foi adotado como estudo de caso para esta
pesquisa. Este córrego é afluente do rio Tarumã que, por sua vez, está incluso na
Bacia do Atuba, que é constituinte da Bacia do Alto Iguaçu. Outros fatores que
contribuíram para esta escolha foi a facilidade para a coleta das amostras, para o
monitoramento e para a limpeza do sistema implantado, isto porque o córrego em
estudo é de pequeno porte e está localizado em área urbanizada, o que facilita o
acesso e representa menor risco de vandalismo.
A área de estudo constitui uma micro-bacia com predomínio de residências
uni-familiares e pouco comércio (JORGE, 2002). Apresenta uma bacia de
contribuição de 0,14 km2 (SUDERHSA, 2005) e, desde a nascente até a confluência
com o rio Tarumã, o comprimento do córrego Blanche é de 700 m, dos quais apenas
os 36 m finais não se encontram canalizados. A nascente do córrego Blanche está
situada na cabeceira da pista do Aeroporto do Bacacheri e a exutória está localizada
no Bosque de Portugal, junto ao rio Tarumã, conforme mostrado na Figura 3.1
(SUDERHSA, 2005). As vazões de contribuição deste córrego são devidos à água
proveniente da nascente, às precipitações, à drenagem superficial de lavagem de
calçadas e jardins e aos esgotos lançados diretamente nas redes de drenagens
superficiais (JORGE, 2002).
46
FIGURA 3.1 – DIAGRAMA UNIFILAR DO SISTEMA DE MACRODRENAGEM DA
BACIA DO ALTO IGUAÇU
Legenda : A = área (km²)
C = extensão (km)
FONTE: SUDERHSA (2002)
As águas pluviais são captadas por bocas de lobo e encaminhadas ao
córrego através de tubulações de concreto. Estas águas, rapidamente drenadas das
áreas impermeabilizadas, geram impactos caracterizados pelo aumento dos picos de
cheias e pelo carreamento da poluição, além de causar erosão nas áreas mais
frágeis da exutória do córrego.
O Bosque de Portugal, onde está localizada a porção não canalizada do
córrego Blanche (Figura 3.2), possui vasta área verde (21.000 m2), o que reduz o
47
coeficiente de escoamento superficial e a poluição difusa carreada ao córrego
(JORGE, 2002).
FIGURA 3.2 – ÁREA DE ESTUDO: CÓRREGO BLANCHE
Através da Portaria SUREHMA No 20, de 16 de junho de 1992 (SUREHMA,
1992), as águas da Bacia do rio Iguaçu foram enquadradas como Classe 2,
entretanto, as águas do córrego em estudo, segundo JORGE (2002), apresentaram
faixa de variação da DBO entre 120 a 290 mg/L e da concentração de OD inferior a
3 mg/L.
3.2.
CONCEPÇÃO E DEFINIÇÃO DO SISTEMA E SUAS CARACTERÍSTICAS
GEOMÉTRICAS
Este estudo, proposto para a melhoria da qualidade da água do córrego
Blanche, foi idealizado a partir dos sistemas concebidos por MATSUMOTO (1997) e
48
pela SABESP (2005). Desta forma, foi desenvolvido um sistema para tratamento de
águas poluídas de córregos de baixa vazão, objetivando a remoção de sólidos
suspensos e a conseqüente redução das concentrações de matéria orgânica e de
nutrientes, utilizando conceitos do tratamento primário de esgotos e águas
residuárias. O escoamento do córrego, com vazão média de 2,6 L/s, foi considerado
como de uma estação de tratamento de águas residuárias, isto é, em operação
contínua. No entanto, com regulares descargas intermitentes de esgoto doméstico e
poluição difusa.
O sistema desenvolvido para este estudo, foi concebido, em fluxo seqüencial
e horizontal, aplicando técnicas de coagulação/floculação, decantação e filtração, ou
seja, técnicas físico-químicas e gravitacionais. Além de contar com as etapas e
compartimentos para a aplicação destas técnicas, o sistema possuiu um dispositivo
restritor do fluxo da água, um vertedouro para medir a vazão deste fluxo, um
dosador do agente coagulante, um dispositivo para a remoção do lodo gerado no
interior do sistema, além de septos para a separação dos compartimentos definidos.
A concepção deste equipamento atendeu às seguintes exigências:
• ter dimensões compactas;
• apresentar facilidade de implantação e manutenção;
• ter aplicação em áreas relativamente restritas (córregos de baixa vazão);
• apresentar necessidade de pequeno volume de obras civis;
• possuir baixos custos de construção e de implantação.
3.2.1 Compartimento de Coagulação/Floculação
Para a remoção de materiais em suspensão e coloidais foi desenvolvido um
compartimento específico para o processo de coagulação/floculação hidráulica que,
por conseguinte, reduz a turbidez (orgânica e inorgânica), a cor, as concentrações
de matéria orgânica e de nutrientes, sendo assim, de substâncias precursoras de
sabor e odor nas águas.
49
3.2.2 Compartimento de Decantação
Este compartimento foi desenvolvido para promover a sedimentação dos
flocos formados durante a etapa de coagulação/floculação e dos sedimentos mais
densos que a água. Optou-se pela conformação retangular de fluxo horizontal para
este compartimento, devido à simplicidade de construção e baixa sensibilidade a
condições de sobrecarga.
3.2.3 Compartimento de Filtração
Como a abordagem para este estudo foi dar continuidade a uma pesquisa
anteriormente desenvolvida (JORGE, 2002), foi considerado conveniente a utilização
de filtros de pedras como último componente do sistema.
3.2.4 Dispositivo Restritor do Fluxo da Água
O sistema de tratamento das águas do córrego Blanche foi concebido para
tratar uma vazão média de 2,6 L/s. No entanto, devido às cargas difusas e pontuais
recebidas por este córrego, foi adotada uma vazão máxima para tratamento de
3,5 L/s. Esta vazão foi admitida objetivando dimensões reduzidas ao sistema. Para
que a vazão máxima influente no sistema fosse 3,5 L/s foi necessário o
desenvolvimento de um dispositivo que restringisse a vazão de entrada em dias de
chuvas intensas. O mecanismo de restrição adotado foram orifícios empregados ao
longo da seção transversal de um dispositivo triangular instalado na entrada do
sistema (Figura 3.3).
FIGURA 3.3 – DISPOSITIVO RESTRITOR DO FLUXO DA ÁGUA
50
3.2.5 Dispositivo Dosador do Agente Coagulante
O dispositivo dosador do agente coagulante foi desenvolvido em formato de
calha, possuindo na parte superior uma caixa retangular para o armazenamento da
solução coagulante e na inferior os pequenos dosadores de hidroponia, dispostos ao
longo de toda a seção transversal, conforme mostrado na Figura 3.4.
FIGURA 3.4 – DISPOSITIVO DOSADOR DO AGENTE COAGULANTE
O dispositivo dosador foi posicionado no compartimento de coagulação do
sistema concebido.
3.2.6 Medidor do Fluxo da Água no Sistema
Para a determinação da vazão no interior do sistema foi adotado um
vertedouro retangular de soleira delgada, posicionado no segundo septo entre os
compartimentos de decantação e filtração. A leitura da lâmina da água foi realizada
por meio de uma régua de metal.
3.2.7 Dispositivo para Remoção do Lodo
Este dispositivo foi desenvolvido para remover o lodo formado nos
compartimentos do sistema concebido, pois os processos de coagulação e
sedimentação geram um volume elevado de lodo. Para facilitar a manutenção e a
limpeza do sistema, por meio da remoção do lodo gerado, foram instalados dois
tubos com diâmetro de 150 mm. Estes tubos, com comprimento de 0,61 m e de 0,93 m
51
foram instalados no interior do sistema, um entre os compartimentos de floculação e
decantação, e outro entre os compartimentos de decantação e filtração, conforme
apresentado na Figura 3.5 a e b.
FIGURA 3.5 – DISPOSITIVO PARA REMOÇÃO DO LODO
a – DISPOSITIVO NO PRIMEIRO SEPTO
b – DISPOSITIVO NO SEGUNDO SEPTO
3.2.8 Anteparo de Entrada
Foi desenvolvido um anteparo de entrada com o objetivo de conter os sólidos
grosseiros que entrassem pelo dispositivo restritor do fluxo da água. Este anteparo
foi instalado na parte superior interna do sistema, logo após o dispositivo restritor,
fazendo com que o fluxo da água influente passasse por baixo do mesmo, e os sólidos
grosseiros sedimentassem. Este anteparo pode ser visualizado na Figura 3.6 a e b.
FIGURA 3.6 – ANTEPARO DE ENTRADA
a – VISTA FRONTAL
b – VISTA LATERAL
52
3.3.
DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA
O dimensionamento do sistema concebido e definido na Seção 3.2 será
exposto a seguir. As plantas podem ser visualizadas no APÊNDICE 1.
3.3.1 Compartimento de Coagulação/Floculação
As dimensões dos tanques de coagulação e floculação foram realizadas
segundo RICHTER e AZEVEDO NETTO (1991) e HAMMER e VIESSMAN (1998).
A coagulação/floculação foi levada a efeito em 2 tanques ligados em série,
sendo o primeiro para mistura rápida e o segundo para mistura lenta. No primeiro
tanque, a mistura rápida foi realizada através de ressalto hidráulico fornecido pela
mudança do fluxo da água de regime torrencial para fluvial. Este regime, modificado
pela alteração da profundidade do sistema, de menor para maior, e pela velocidade
do fluxo da água, de maior para menor, facilitou a mistura do coagulante adicionado
ao fluxo da água no sistema. O segundo tanque foi concebido como floculador
hidráulico, tendo sido utilizada a energia hidráulica dissipada em forma de perda de
carga para promover a floculação.
O tanque de coagulação foi projetado com base nas Equações 1 e 2 e nos
seguintes parâmetros:
• tempo de detenção hidráulica (Td)=15 s. Usualmente, este valor deve ser
inferior a 30 segundos;
• vazão (Q)=2,6 L/s. Foi adotada aquela definida por JORGE (2002);
• seção transversal do compartimento (b)=1 m (valor adotado com base na
seção transversal do rio);
• altura (H1) do primeiro septo=0,25 m.
Td = V / Q
(1)
V =b × L × H 1
(2)
53
Onde:
Td= tempo de detenção hidráulica (s);
V= volume (m3);
Q= vazão média do córrego (m3/s);
b= seção transversal do compartimento (m);
L= comprimento do compartimento (m);
H1= altura do primeiro septo (m).
O dimensionamento do compartimento de floculação foi realizado com base
nas Equações 1 e 2 e nos seguintes parâmetros:
• tempo de detenção hidráulico (Td)=5 min.;
• vazão=2,6 L/s. Foi adotada aquela definida por JORGE (2002);
• altura (H1) do primeiro septo=0,25 m.
3.3.2 Compartimento de Decantação
O dimensionamento do decantador foi desenvolvido com base nas Equações
1 e 2 e nas exigências definidas na Seção 3.2, sendo assim, nem todos os
parâmetros adotados condizem com os tomados como típicos, como os sugeridos
por VALENCIA (2000).
Os parâmetros adotados no dimensionamento do decantador foram:
• relação comprimento/largura (L/b)=4;
• tempo de detenção hidráulico (Td)=9 min;
• vazão=2,6 L/s. Foi adotada aquela definida por JORGE (2002);
• altura (H2) do segundo septo=0,20 m.
54
A inclinação adotada para a declividade do decantador foi estabelecida como
uma relação altura/largura de 0,14. Apesar deste valor não ser o sugerido pela
NBR 12.209/1992 (ABNT, 1992), este valor foi o adotado devido às dificuldades
financeiras, de construção e instalação do sistema.
3.3.3 Compartimento de Filtração
Para o dimensionamento deste compartimento foram assumidas as
dimensões finais estabelecidas por JORGE (2002). As pedras utilizadas foram
retiradas do próprio córrego e foram dispostas de modo a reduzir os espaços vazios
do compartimento, proporcionando maior contato entre o fluxo da água e as pedras.
Este compartimento permaneceu aberto em sua parte posterior, para facilitar
a saída do fluxo da água.
O dimensionamento deste dispositivo foi realizado em acordo com a Equação
3. Através desta equação foi definido o número de orifícios restritores do fluxo da
água, com diâmetros de 3 cm, necessários para que a vazão máxima influente ao
sistema fosse de 3,5 L/s.
Q = c × A × 2 gh
(3)
Onde:
Q=vazão máxima influente ao sistema (m3/s);
c=coeficiente adimensional de contração;
A=área do orifício (m2);
g=aceleração da gravidade (m/s2);
h=altura da lâmina da água (m).
Para a resolução da equação foi adotado um coeficiente de contração (c) de
0,7; uma inclinação da superfície livre do dispositivo de 60º e uma distância de 1 cm
da base do dispositivo para a colocação dos orifícios restritores.
55
Para verificar a eficácia do dispositivo dimensionado, foram realizados testes
no Laboratório de Hidráulica do Curso de Engenharia Civil da Universidade Federal
do Paraná. Estes testes foram realizados no modelo hidráulico do curso, onde foram
testadas vazões aleatórias para a validação do dispositivo. Estes testes podem ser
visualizados na Figura 3.7 a e b.
FIGURA 3.7 – TESTES PARA VALIDAÇÃO DO DISPOSITIVO RESTRITOR DO
FLUXO DA ÁGUA
a – VAZÃO MÉDIA DO RIO
b – VAZÃO EXTRAVASADA
3.3.5 Sistema Dosador do Agente Coagulante
O sistema dosador, composto por um reservatório e um sistema de
gotejamento da solução coagulante, foi desenvolvido de modo que o volume
ocupado por esta solução fosse complementado a cada 24 horas. O volume do
sistema desenvolvido foi de aproximadamente 36 L. Os dosadores, em número de
10, foram instalados ao longo de toda a seção transversal, permitindo maior contato
entre a solução adicionada e o fluxo do córrego.
A Figura 3.8 a e b mostra detalhes das dimensões deste sistema.
56
FIGURA 3.8 – SISTEMA DOSADOR (DIMENSÕES – cm)
a – VISTA EM PERSPECTIVA
b – VISTA FRONTAL
3.3.6 Medidor do Fluxo da Água no Sistema
O dimensionamento do vertedouro retangular foi fundamentado na largura do
sistema (1 m) e na altura do segundo septo (0,20 m), local definido para sua
localização. As dimensões da seção retangular do vertedouro foram definidas a
partir da construção da curva de descarga (APÊNDICE 2), realizada através da
Equação 4. Visto que a vazão máxima influente definida para o sistema foi de 3,5 L/s,
foi estabelecido que a altura e a largura da seção do vertedouro seriam de 0,05 m e
0,20 m, respectivamente. Com estes parâmetros estabelecidos foi obtida a Equação 5,
a qual foi utilizada para a determinação da vazão no sistema nos dias de coleta.
Q = 1, 705 × B × H
Q = 0,341× H
3
3
2
2
(4)
(5)
3.3.7 Dispositivo para Remoção do Lodo
O dispositivo para a remoção de lodo foi adotado de acordo com a Norma
Técnica NBR 12209 (ABNT, 1992). Desta forma, o diâmetro da tubulação para
remoção de lodo foi de 150 mm, e para facilitar o escoamento do lodo gerado
através do sistema foi instalada com declividade de até 3%.
57
Para o dimensionamento do anteparo de entrada foi adotada a relação 2/3 da
altura do sistema, conforme RICHTER e AZEVEDO NETTO (1991).
3.4.
DEFINIÇÃO DO AGENTE COAGULANTE
Os critérios para a definição do agente coagulante a ser utilizado pelo sistema
de tratamento foram baseados nos estudos de BRATBY (1980), CURI (1995),
AGUILAR et al. (2002), PAVINELLI (2001), AL MUTAIRI et al. (2004), COSTA
(2005). Estes critérios envolveram o custo para aquisição, a eficiência na remoção
de sólidos na faixa de pH das águas do córrego Blanche e a menor geração de lodo,
além da facilidade de transporte, disponibilidade e preparo da solução coagulante.
Desta forma, o sulfato de alumínio (Al2(SO4)3) granulado, foi o agente coagulante
que melhor atendeu aos critérios adotados.
Foi utilizado o sulfato de alumínio marca SUALL-S20, isento de ferro,
granulado.
3.5.
TESTE DE JARRO
O Teste de Jarro foi realizado para definir a concentração e a dosagem
mínimas e ótimas do coagulante sulfato de alumínio a ser adicionado ao sistema.
Estas condições, buscando obter a máxima eficiência do sistema implantado no
córrego Blanche, foram definidas em função da vazão média do córrego,
determinada por JORGE (2002), e da eficiência na remoção da turbidez.
Os testes foram realizados no Laboratório Professor Francisco Borsari Netto –
LABEAM, do Departamento de Hidráulica e Saneamento da UFPR, de acordo com
metodologia adaptada de procedimentos utilizados pela SANEPAR.
O Teste de Jarro é realizado através da utilização de um equipamento de fácil
manuseio que possibilita a simulação de condições operacionais necessárias à
coagulação/floculação a serem aplicadas ao tratamento de água, esgoto e efluentes
58
em geral. Os resultados obtidos neste teste são essenciais ao desenvolvimento de
projetos de ETAs, permitindo a definição das condições ótimas de operação. As
etapas para a realização do Teste de Jarro são descritas a seguir:
• mistura rápida – a fase de mistura rápida consistiu na adição de sulfato de
alumínio à água durante 15 s, com rotação de 120 rpm. Nesta fase, foi
observada a homogeneização do sulfato de alumínio nas amostras e o
início da formação dos primeiros flocos;
• mistura lenta – nesta fase a rotação das palhetas foi reduzida para 20 rpm e
o tempo de mistura foi ampliado para 10 min. É importante notar que, nesta
fase, a baixa rotação aplicada favorece a formação dos flocos, minimizando
sua quebra;
• decantação – nesta etapa a rotação das palhetas foi interrompida e o
tempo de mistura elevado para 15 minutos. Foi observado o tempo de
decantação dos flocos, que ocorreu após os dois primeiros minutos, e a
clarificação da água em análise.
O Teste de Jarro foi realizado por duas vezes em amostras coletadas em
condições de tempo distintas, visando obter respostas às diferentes condições, a
primeira em períodos chuvosos e a segunda em períodos de estiagem.
Foram testadas dosagens de sulfato de alumínio (mg/L) em concentrações de
1% e 10%, sendo a turbidez (NTU) e a carga (L/d) de coagulante a ser adicionada os
principais fatores para a determinação da dosagem e da concentração adequadas
ao sistema, respectivamente.
A turbidez foi um dos parâmetros utilizados para esta avaliação por ter sido o
parâmetro adotado por GAO (2002) nos Testes de Jarro realizados para avaliação
do comportamento de coagulantes como o PASIC e o PAC. Este parâmetro também
foi utilizado por possuir relação direta com o material em suspensão no meio e com
a clarificação das águas, sendo o ensaio de fácil e rápida realização.
59
Para o Teste de Jarro, neste estudo, o pH não foi adotado como parâmetro de
avaliação por ser de difícil controle em campo. Entretanto, mesmo tendo sido
desconsiderado, o pH das águas coletadas para análise foi determinado, e os
valores resultantes foram em torno de 7,0; o que condiz com a melhor faixa de
aceitação do sulfato de alumínio segundo VILGÉ-RITTER et al. (1999).
A concentração foi definida por meio do cálculo da carga (L/d) de coagulante
a ser adicionada ao sistema. Esta carga foi calculada utilizando a vazão média de
2,6 L/s (JORGE, 2002) e a dosagem ótima de sulfato de alumínio definida pelo Teste
de Jarro. Desta forma, a concentração da solução de sulfato de alumínio a ser
preparada foi determinada por meio do menor valor resultante do cálculo da carga
de coagulante a ser utilizado.
Os resultados obtidos através do Teste de Jarro podem ser observados na
TABELA 3.1. Apenas os melhores resultados de cada série de análise encontram-se
expostos na tabela.
TABELA 3.1 – RESULTADOS DA ANÁLISE DO TESTE DE JARRO
DIA
TURBIDEZ
INICIAL (NTU)
TURBIDEZ FINAL (NTU)
SOL. 1%
SOL. 10%
CARGA DE COAGULANTE
(L/dia)
SOL. 1%
SOL. 10%
1
51,00
35,89
34,97
406,00
47,17
2
30,61
22,68
22,30
336,96
24,71
A partir dos resultados obtidos, pôde-se verificar que a solução com
concentração de 10% apresentou as menores cargas a serem aplicadas pelo
sistema. Visto que o dispositivo dosador de agente coagulante permitia o
armazenamento de 36 L de solução por dia, foi determinado que a carga de
coagulante a ser adicionada pelo sistema seria de 24,71 L/dia de solução 10% de
sulfato de alumínio. Desta forma, a concentração e a dosagem da solução de sulfato
de alumínio foram tais que permitiram a complementação do volume do sistema
dosador a cada 24 horas.
60
A Figura 3.9 mostra a realização do Teste de Jarro.
FIGURA 3.9 – TESTE DE JARRO
3.6.
PLANO DE MONITORAMENTO
Nesta seção são apresentadas as etapas realizadas para a definição do
Plano de Monitoramento do córrego Blanche. Foram definidas as campanhas a
serem realizadas, os pontos de amostragem, a freqüência das análises, os
parâmetros físico-químicos e microbiológicos a serem analisados, a determinação da
vazão descarregada pela tubulação de drenagem e a vazão no sistema, assim
como, a metodologia a ser empregada para a manutenção e a limpeza do sistema.
3.6.1 Definição das Campanhas Realizadas
Foram definidas duas campanhas de monitoramento da qualidade da água do
córrego Blanche. A primeira, denominada de Campanha de Reconhecimento Local, foi
realizada para conhecimento e definição da qualidade das águas do córrego, visto
que, o estudo desenvolvido por JORGE (2002) havia sido realizado três anos antes.
61
A segunda campanha, denominada de Campanha de Monitoramento, foi
realizada para a determinação da eficiência do sistema implantado em relação à
remoção de sólidos suspensos e a redução nas concentrações de matéria orgânica
e de nutrientes.
3.6.2 Definição dos Pontos de Amostragem
Para a Campanha de Reconhecimento Local foi definido apenas um ponto de
amostragem (Figura 3.10), pois o córrego, no Bosque de Portugal, como
mencionado anteriormente, possui apenas 36 m de comprimento.
FIGURA 3.10 – PONTO DE COLETA NA CAMPANHA DE RECONHECIMENTO
PONTO 1
Durante a Campanha de Monitoramento, realizada após a instalação do
sistema, foram coletadas amostras a montante (PONTO 2) e a jusante (PONTO 3)
do sistema implantado. Foram ainda coletadas amostras em um terceiro ponto
(PONTO 1). Este ponto, nas duas primeiras coletas, foi definido a montante do
62
PONTO 2, no remanso existente logo após a descarga da tubulação de drenagem.
No entanto, devido à pequena diferença existente entre os resultados obtidos para o
PONTO 2 e para o PONTO 1, este último ponto de coleta foi alterado para a saída
do tubo de drenagem que alimenta o córrego. Os pontos de coletas são
apresentados na Figura 3.11 a, b e c.
FIGURA 3.11 – PONTOS DE COLETA NA CAMPANHA DE MONITORAMENTO
PONTO 2
a – PONTO 2
PONTO 3
b – PONTO 3
PONTO 1
c – PONTO 1
63
3.6.3 Freqüência de Análises
Durante a Campanha de Reconhecimento Local foram realizadas cinco
coletas no período entre os meses de maio a agosto de 2005. No mês de julho
foram realizadas duas coletas.
Durante a Campanha de Monitoramento foram realizadas 10 coletas no
período de outubro a dezembro. Estas coletas foram programadas para terem sido
realizadas uma vez por semana.
3.6.4 Determinação da Vazão
A vazão no córrego Blanche foi determinada a partir de dois métodos:
• curva de permanência a partir da série histórica da bacia hidrográfica do rio Atuba;
• determinações em campo.
Através do primeiro método, a vazão foi determinada a partir da curva de
permanência da série histórica de vazões diárias da estação Afonso Camargo
(65007045). Esta estação foi escolhida por ser a mais próxima da área de estudo,
sendo a área de drenagem da estação de 127 Km². A curva de permanência do
córrego Blanche foi determinada a partir da multiplicação da área da bacia do córrego
pelos valores de vazões específicas, referentes às freqüências acumuladas. Os dados
foram fornecidos pela SUDERHSA (2005) e encontram-se no ANEXO 1. A finalidade
do cálculo da curva de permanência foi a obtenção da vazão de referência (Q95%),
definida pelo CONAMA N° 357/05 para o enquadramento dos corpos aquáticos.
O método utilizado na determinação de campo incluiu dois itens: (i) a
determinação da vazão do córrego Blanche, na saída do tubo de drenagem que
alimenta o canal do córrego, e (ii) a determinação da vazão que flui pelo sistema.
O conhecimento da vazão através do sistema (ii) foi importante para
comprovação da eficiência do dispositivo restritor do fluxo de água instalado na
entrada do sistema e para determinação das cargas orgânicas no PONTO 2 e no
PONTO 3 da coleta, a montante e a jusante do sistema, respectivamente. A vazão
64
na saída do tubo de drenagem foi calculada para auxiliar na comprovação de esgoto
clandestino na bacia do córrego Blanche.
A determinação da vazão do córrego Blanche na saída do tubo de drenagem
foi realizada através da utilização de uma régua linimétrica posicionada na saída do
tubo, e da Equação de Manning, Equação 6. Os parâmetros fixos (n, S) utilizados
nesta equação foram os mesmos utilizados por JORGE (2002); 0,015 e 0,025 m/m,
respectivamente. No APÊNDICE 3 encontra-se a curva de descarga, a partir da
medição no tubo de drenagem, do córrego Blanche.
2
Q = 1 × A× R3 × S
n
(6)
Onde:
Q= vazão do córrego (m3/s);
n= coeficiente adimensional do canal artificial;
A= área da seção molhada (m2);
R=raio hidráulico (m);
S= declividade do canal (m/m).
Estas determinações foram realizadas ao longo de três dias, em diferentes
meses, o que permitiu a construção de hidrogramas diários referentes à variação
horária da vazão no córrego Blanche.
Para o cálculo da vazão no sistema instalado foi determinada a altura da
lâmina da água, através de uma régua linimétrica posicionada no vertedouro do
sistema. A determinação da vazão no sistema foi realizada através da Equação 5,
sendo que a altura da lâmina da água foi medida nos dias de coletas das amostras.
3.6.5 Parâmetros Físico-Químicos e Microbiológicos
Para a caracterização da qualidade da água e da eficiência do sistema
implantado, foram coletadas amostras para as análises físico-químicas e
microbiológicas.
As análises realizadas, o local de realização, assim como, os métodos e os
equipamentos utilizados, são apresentados no QUADRO 3.1.
Macro-Kjeldahl
Macro-Kjeldahl com
Leitura por
Titulometria
Laboratório
Nitrogênio Orgânico
PRODICIL
PRODICIL
Macro-Kjeldahl
Macro-Kjeldahl com
Leitura por
Titulometria
Laboratório
Nitrogênio Amoniacal
__________
__________
Gravimétrico
Laboratório
Sólidos Suspensos
_________
__________
Gravimétrico
Laboratório
_________
___________
Gravimétrico
Laboratório
Sólidos Totais
_________
Cone Imhoff
Volumétrico
Laboratório
Sólidos Sedimentáveis
DEL LAB
Turbidímetro de
Bancada
Nefelométrico
Laboratório
Turbidez
SCHOTT
Condutivímetro de
Campo
Potenciométrico
Campo
Condutividade
SCHOTT
Condutivímetro de
Campo
Termométrico
Campo
Temperatura da Água
MARCA
WTW
Potenciométrico
Campo
pH
EQUIPAMENTO
pH-metro
MÉTODO
LOCAL DA
REALIZAÇÃO
ANÁLISE
QUADRO 3.1 – ANÁLISES REALIZADAS
Macro-Kjeldahl
Macro-Kjeldahl
__________
__________
__________
__________
DLM-2000 B
Handylab-LF1
Handylab-LF1
pH 330 i/set
MODELO
65
Total Organic Matter
(TOC)
Espectrofotômetro
TC-IC
Espectrofotométrico com
cloreto de estanho, leitura em
comprimento de onda 690 nm
Laboratório
Laboratório
Campo
Laboratório
Laboratório
Laboratório
Fósforo
Oxigênio
Dissolvido
Demanda
Bioquímica de
Oxigênio
Demanda Química
de Oxigênio
Microorganismos
do grupo
Coliforme
Tubos Múltiplos
Refluxo Aberto
Winkler
Oximétrico
____________
____________
____________
Oxímetro de Campo
Total Organic Matter
(TOC)
Carbono Orgânico
Dissolvido
TC-IC
Laboratório
EQUIPAMENTO
Carbono Orgânico
Total
MÉTODO
LOCAL DA
REALIZAÇÃO
ANÁLISE
QUADRO 3.1 – ANÁLISES REALIZADAS
_________
_________
_________
SCHOTT
SHIMADZU
SHIMADZU
SHIMADZU
MARCA
_________
_________
_________
HandylabOX1/SET
UV-1601 PC
TOC-VCPH
TOC-VCPH
MODELO
conclusão
66
67
As análises dos parâmetros físico-químicos e microbiológicos foram
realizadas de acordo com métodos especificados pelo “Standard Methods for the
Examination of Water and Wastewater” (APHA, 2001), conforme QUADRO 3.1.
As análises físico-químicas foram realizadas no Laboratório de Engenharia
Ambiental do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e
Ambiental, Professor Francisco Borsari Netto – LABEAM, enquanto a análise
microbiológica foi realizada no Centro de Pesquisa e Processamento de Alimentos –
CEPPA, do Departamento de Engenharia Química da Universidade Federal do
Paraná – UFPR.
3.6.6 Manutenção e Limpeza do Sistema
A manutenção do sistema compreendeu a limpeza diária das tampas, dos
orifícios do dispositivo de entrada e a coleta dos resíduos jogados próximo ao
córrego pela população local.
A
limpeza
interna
do
sistema
foi
programada
para
ser
realizada
semanalmente, objetivando a retirada do lodo produzido em seu interior e a limpeza
das pedras filtrantes instaladas no último compartimento do sistema.
Todos os resíduos provenientes da manutenção e da limpeza interna do
sistema foram destinados ao Aterro Sanitário da Caximba, inclusive o lodo coletado.
Os materiais utilizados para a realização da manutenção e da limpeza foram
sacos de lixo, rodo, pás, vassoura, balde, luvas de borracha e botas de borracha.
3.6.7 Elaboração da Ficha de Registro das Campanhas
Para garantir a qualidade das informações de campo e dos resultados das
análises de laboratório, foi desenvolvida uma ficha de registro das campanhas
realizadas, a qual é apresentada no APÊNDICE 4.
68
3.7.
QUESTIONÁRIO DE ACEITAÇÃO DO SISTEMA
Para avaliar as impressões, percepções e verificar a aceitação da população
local e dos freqüentadores do Bosque de Portugal em relação ao sistema implantado
foi desenvolvido um questionário composto por dez perguntas fechadas, de múltiplas
escolhas, que é apresentado no APÊNDICE 5. Os resultados dos questionários
foram analisados através de gráficos.
A aplicação do questionário foi realizada após breve explicação sobre o
estudo desenvolvido no córrego Blanche e suas possíveis contribuições para a
melhoria da qualidade da água. Foi explicado que o estudo estava sendo
desenvolvido por uma estudante de mestrado da UFPR, o qual fazia parte de uma
dissertação de mestrado. Foi explanado também que a instalação do sistema
ocorreu mediante concessão de licença ambiental pela SMMA.
Os questionários foram aplicados ao longo do mês de janeiro/2006, quando já
haviam sido encerradas as coletas de amostras no córrego.
3.8.
PESQUISA NAS RESIDÊNCIAS CONTRIBUINTES À BACIA DO CÓRREGO
BLANCHE
Como visto na seção 3.1, a área da bacia de contribuição do córrego Blanche
é de 0,14 Km², sendo as vazões de contribuição provenientes da nascente, das
precipitações, da drenagem superficial das lavagens de calçadas e jardins, e dos
lançamentos de esgotos na rede de drenagem superficial, clandestinos ou não.
Através de informações liberadas pela Prefeitura Municipal de Curitiba, no entanto
não permitidas para divulgação, pôde-se localizar em mapa os lotes contribuintes
com cargas de esgoto ao córrego Blanche. Através deste mapa foram identificados
22 lotes sem coleta de esgoto. Após esta identificação, foram realizadas entrevistas
com os moradores das residências, buscando-se obter maiores informações sobre
estas áreas, tais como o número de moradores em cada lote, o conhecimento do
morador sobre a situação da coleta e tratamento de esgotos da sua residência.
69
3.9.
ANÁLISE ESTATÍSTICA DOS RESULTADOS
Os dados dos ensaios e análises realizados para a investigação da dispersão
temporal da qualidade da água e da eficiência do sistema de tratamento para o
córrego Blanche foram tabulados em planilhas MS Excel, sendo avaliados através
do método estatístico descritivo (valor mínimo, valor máximo, média e desvio
padrão). A avaliação estatística dos dados foi realizada através da elaboração de
gráficos “boxplot”, utilizados para determinar o nível de dispersão dos dados. Na
realização deste estudo estatístico foi utilizado o software estatístico MINITAB®
RELEASE 14.1/2003.
Foram considerados valores atípicos (“outliers”) aqueles que excederam 1,5
vezes o intervalo inter-quartil – IIQ (tanto acima do 3° quartil – quartil superior, como
abaixo do 1° quartil – quartil inferior).
Os dados obtidos foram, também, comparados aos valores dos parâmetros
propostos pela Resolução CONAMA N° 357/05, isto porque estes parâmetros
estabelecem as concentrações para o enquadramento dos corpos aquáticos.
Foram estabelecidas correlações entre as eficiências na remoção de sólidos
suspensos e redução de matéria orgânica, objetivando determinar se haviam
correspondências
nos
processos
de
remoção
dos
poluentes
analisados.
4.
ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
Neste capítulo serão apresentados e discutidos os resultados obtidos a partir
do desenvolvimento, da implantação e do monitoramento do sistema de tratamento
para a remoção de sólidos e a redução da carga orgânica e de nutrientes do córrego
Blanche, com a finalidade de estudar alternativas para a melhoria da qualidade da
água de corpos aquáticos de pequeno porte.
4.1.
DIMENSÕES DO SISTEMA
O sistema desenvolvido a partir dos estudos de MATSUMOTO (1997) e da
SABESP (2005), com o intuito de continuidade do sistema de JORGE (2002), foi
concebido em quatro compartimentos e possuiu 8 m de extensão (Figura 4.1).
As dimensões referentes a cada compartimento são apresentadas a seguir.
4.1.1 Dimensões do Coagulador/Floculador
As dimensões do primeiro e do segundo compartimentos, designados para a
coagulação e para a floculação, foram as seguintes:
• altura total do compartimento = 0,4 m;
• largura = 1 m;
• comprimento do coagulador = 0,15 m;
• comprimento do floculador = 3,12 m;
• altura (H1) do primeiro septo = 0,25 m.
4.1.2 Dimensões do Decantador
As dimensões do terceiro compartimento, designado para a decantação,
foram as seguintes:
• altura total do compartimento = 0,4 m;
• largura = 1 m;
• comprimento do decantador = 4 m;
71
• altura (H2) do segundo septo = 0,20 m.
A inclinação adotada para a declividade do decantador foi estabelecida como
uma relação altura/largura de 0,14. Apesar deste valor não ser o sugerido pela NBR
12209/1992 3 (ABNT, 1992), este valor foi adotado devido às restrições financeiras
para construção e instalação do sistema.
4.1.3 Dimensões do Compartimento de Filtração
O comprimento (L) adotado para este compartimento foi de 0,6 m, a altura (H)
máxima de disposição das pedras filtrantes foi de 0,4 m e a seção transversal (b) foi
a utilizada para todo o sistema, 1 m. As pedras utilizadas foram retiradas do próprio
córrego e possuíram dimensões similares às utilizadas por JORGE (2002), entre 10
e 25 cm de diâmetro.
FIGURA 4.1 – VISTA DO SISTEMA
a – VISTA SUPERIOR
b – VISTA EM PERSPECTIVA
3
A NBR 12209/1992 sugere aos decantadores primários, sem remoção mecanizada de lodo, a
adoção de inclinação de paredes igual ou superior a 1,5 na vertical por 1,0 na horizontal.
72
Foram definidos 6 orifícios, com diâmetro de 3 cm, dispostos ao longo da
seção transversal de 1 m do dispositivo, com espaçamento de 11,6 cm entre cada
orifício. As laterais deste dispositivo foram fechadas de modo a reduzir influências do
vento e da chuva.
A altura deste anteparo foi de 0,27 m, definida a partir da relação estabelecida
por RICHTER (1991), ou seja, 2/3 da altura do sistema.
As dimensões do dispositivo dosador do agente coagulante, do dispositivo
para remoção do lodo formado no interior do sistema e do vertedouro foram
apresentadas na seção 3.3. A planta do sistema pode ser visualizada no APÊNDICE 1.
4.2.
CONSTRUÇÃO DO SISTEMA
A
fabricação
do
sistema,
conforme
concepção
e
dimensionamento
apresentados nas seções 3.2, 3.3 e 4.1, foi realizada pela Construtora MONJOLO
ENGENHARIA DE PRÉ-MOLDADO.
Foram fabricadas 10 peças pré-moldadas em concreto armado, no formato de
seção U, nas dimensões de 1 m de largura; 0,47 m de altura e 0,05 m de espessura,
conforme mostrado na Figura 4.2. Cada peça foi desenvolvida com dentes de 2 cm
para possibilitar o encaixe das tampas às peças.
As tampas foram construídas em concreto armado, nas dimensões de 1,10 m
de largura e 0,07 m de espessura, com escotilhas de visitas, com área de 0,09 m2 e
espessura de 0,03 m. A finalidade destas escotilhas foi permitir a observação do
fluxo da água, a coleta do lodo e de materiais depositados, além da limpeza interior
do sistema. O comprimento das tampas do vertedouro e do compartimento das
pedras filtrantes foi de 0,1 m e 0,7 m, respectivamente. Para o floculador foram
73
projetadas 3 tampas, cada uma com comprimento de 0,97 m, para o decantador
foram projetadas 4 tampas, com comprimento de 0,94 m.
FIGURA 4.2 – DETALHE DAS PEÇAS PRÉ-MOLDADAS
Para evitar a entrada da água, horizontalmente ao sistema, e direcionar o
fluxo para o dispositivo de entrada, foi construído um septo de fechamento com 1,10 m
de largura; 0,47 m de altura e 0,10 m de espessura.
Os septos do sistema foram construídos em concreto armado como peças
separadas, as quais foram concretadas no local e no dia da instalação do sistema. A
largura e a espessura dos septos foram de 1,00 m de 0,05 m, respectivamente.
As demais dimensões foram as especificadas no dimensionamento do
sistema, conforme apresentado na seção 4.1.
A massa total do sistema foi de 3,2 t, das quais as peças com seção U (base
do sistema), apresentaram 2 t, subdivididas em 10 peças de 200 kg cada
(Figura 4.3). As três unidades de septos internos totalizaram 100 kg, enquanto a
massa do septo frontal foi, isoladamente, de 100 kg. A massa das 10 tampas
totalizou 1 t.
74
FIGURA 4.3 – PEÇAS PRÉ-MOLDADAS
As peças pré-moldadas foram construídas com cimento Portland CP V – ARI,
possuindo resistência à compressão de 21 MPa. Este cimento apresenta a
característica de atingir altas resistências nos primeiros dias de aplicação, permitindo
a desformagem mais rápida. Esta característica é obtida pela utilização de dosagens
específicas de calcário e argila na produção do clínquer, além da moagem mais fina
do cimento, o que eleva a rapidez da reação com a água. Este cimento de alta
resistência inicial é indicado em obras de todos os portes, em especial obras de
saneamento.
O dispositivo restritor do fluxo da água foi construído em chapa metálica
galvanizada com espessura de 1 mm e com as dimensões já descritas na seção 4.1.
(Figura 4.4).
75
FIGURA 4.4 – DISPOSITIVO RESTRITOR EM FUNCIONAMENTO
O dispositivo dosador da solução de sulfato de alumínio foi construído em
placa de PVC com espessura de 4 mm e nas dimensões descritas na seção 3.3. A
vazão do sulfato de alumínio, calculada conforme apresentado na seção 3.5, foi
controlada pela instalação de 10 gotejadores, utilizados em agricultura de
hidroponia, dispostos transversalmente ao fluxo da água (Figura 4.5).
FIGURA 4.5 – DISPOSITIVO DOSADOR COM GOTEJADORES
Para o armazenamento da bombona de estocagem da solução de agente
coagulante e dos materiais utilizados na limpeza e manutenção do sistema foi
construído um pequeno abrigo no local de estudo, conforme mostrado na Figura 4.6.
76
FIGURA 4.6 – ABRIGO PARA ESTOCAGEM DOS MATERIAIS
4.3.
IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA
Para a instalação do sistema de tratamento das águas do córrego Blanche foi
necessária a autorização da Secretaria Municipal do Meio Ambiente (SMMA),
conforme Licença Ambiental apresentada no ANEXO 2, concedida em 18 de agosto
de 2005. A instalação do sistema foi iniciada em 20 de setembro de 2005.
O local, no leito do córrego, para a instalação do sistema foi definido em
função das características físicas do canal do rio, para que fosse possível a
instalação do sistema em linha reta. Após esta definição e para a contenção das
águas do córrego, foram realizadas a escavação do canal de desvio e a construção
de um barramento para contenção da água, tanto a montante quanto a jusante do
local de instalação do sistema (Figura 4.7).
77
FIGURA 4.7 – LOCAL DE INSTALAÇÃO DO SISTEMA NO CÓRREGO BLANCHE
Com a secagem do leito do córrego, foram retiradas as pedras e procedida à
escavação do canal onde foi instalado o sistema. Com a escavação finalizada, o
fundo do córrego foi nivelado, na medida do possível, e foi realizada a escavação
para a instalação do sistema na declividade de (S) 1/100. As Figuras 4.8 e 4.9
mostram a instalação e a concretagem do sistema no leito do canal do córrego.
Após a instalação, o fundo do decantador foi concretado para que a
declividade de 0,14, ou seja, 0,07 m de altura a cada 0,5 m de largura, definida na
seção 4.1.2, fosse fornecida ao sistema. Além da concretagem deste componente,
foi realizada a homogeneização do fundo do sistema, a instalação dos dispositivos
restritor do fluxo da água e dosador de agente coagulante, além da colocação das
pedras filtrantes (Figura 4.10). Para a realização da concretagem foi utilizado
concreto de pega rápida, conhecido como “grout”.
78
FIGURA 4.8 – INSTALAÇÃO DO SISTEMA
FIGURA 4.9 – CONCRETAGEM DAS PEÇAS
79
FIGURA 4.10 – FINALIZAÇÃO DA INSTALAÇÃO DO SISTEMA
Objetivando auxiliar a instalação do sistema em um período de cinco dias foi
desenvolvido um cronograma para controle das etapas previstas, apresentado no
APÊNDICE 6. Apesar da definição do cronograma de obras, ocorreram imprevistos,
que causaram o atraso do projeto de instalação do sistema. No entanto, o
cronograma permitiu a organização das atividades e tarefas a serem cumpridas para
que o objetivo principal desta etapa fosse cumprido sem erros ou esquecimentos
que comprometessem os resultados.
Estes imprevistos atrasaram uma semana o prazo previsto para a instalação do
sistema. A principal causa do atraso foi a intempérie. Chuvas intensas que carrearam o
material escavado para o leito do córrego, fazendo com que o trabalho de escavação
fosse repetido (Figura 4.11). Durante a concretagem do sistema, as chuvas destruíram
as formas e o inicio do nivelamento do fundo do sistema (Figura 4.12). Desta forma a
instalação foi concluída no dia 03 de outubro de 2005.
80
FIGURA 4.11 – ESCAVAÇÃO DO LEITO DO CÓRREGO APÓS DIAS DE CHUVA
FIGURA 4.12 – LIMPEZA E CONCRETAGEM DO SISTEMA APÓS DIAS DE
CHUVA
A última etapa realizada foi a instalação das tampas sobre o sistema e a
retirada do desvio do canal (Figura 4.13). No entanto, após um período de chuvas
81
intensas, a canaleta escavada na lateral do córrego foi refeita, e permaneceu como
canal extravasor, a fim de evitar transbordamento do córrego em dias de alta vazão
(Figura 4.14).
FIGURA 4.13 – SISTEMA INSTALADO
FIGURA 4.14 – SISTEMA COM CANAL EXTRAVASOR (DIA DE CHUVA)
82
4.4.
QUESTIONÁRIO DE ACEITAÇÃO
O questionário de aceitação aplicado ao público freqüentador do Bosque de
Portugal teve como propósito avaliar as impressões e percepções da comunidade
em relação às condições ambientais do local de estudo, além de verificar a
aceitação do sistema instalado no córrego Blanche.
Os resultados obtidos mostram a crescente preocupação e importância que o
meio ambiente tem adquirido junto a toda a sociedade. Dos entrevistados, 100%
concederiam a licença para a instalação de novos sistemas de tratamento em corpos
aquáticos de pequeno porte, e ainda disseram acreditar que este sistema seja uma
alternativa viável para a melhoria da qualidade dos recursos hídricos. Os dados
obtidos, GRÁFICO 4.1, mostram que o odor e a presença de materiais flutuantes na
água, além da presença de ratazanas de esgoto, constituem-se nas principais
reclamações dos usuários do bosque. Nesse sentido, 80% dos entrevistados
consideraram que a cor e o odor da água no bosque melhoraram após a
implantação do sistema no Bosque de Portugal (GRÁFICO 4.2).
GRÁFICO 4.1 – PRINCIPAIS RECLAMAÇÕES DOS FREQUENTADORES DO
BOSQUE
25
Odor
Entrevistados
20
15
10
5
0
Ratos
Materiais
Flutuantes
83
GRÁFICO 4.2 – PERCEPÇÃO DOS FREQUENTADORES DO BOSQUE APÓS
INSTALAÇÃO DO SISTEMA
0%
16%
4%
melhorou
não mudou
não sei informar
piorou
80%
Apesar
de
68%
dos
entrevistados
terem
afirmado
que
ocorreram
modificações na paisagem natural do bosque, todos concordam que os benefícios
trazidos por estas modificações compensam as alterações realizadas. Além disso,
80% dos freqüentadores do bosque acreditam que as melhorias proporcionadas ao
córrego Blanche trarão, de alguma forma, melhorias ao meio ambiente em geral. Os
gráficos referentes às respostas obtidas com a aplicação do questionário encontramse no APÊNDICE 7.
4.5.
VAZÕES
Como apresentado na Seção 3.6.4, foram adotados dois métodos para o
cálculo da vazão no córrego Blanche. O primeiro utilizou a curva de permanência do
córrego, a qual é apresentada no GRÁFICO 4.3. O segundo método, realizado em
campo, abrangeu dois itens: (i) a utilização da curva de descarga do tubo de
drenagem, APÊNDICE 3, através da qual pôde-se construir os histogramas
84
apresentados nos GRÁFICOS 4.4, 4.5 e 4.6, e (ii) a utilização da TABELA 4.1
construída a partir da equação (5), definida para o vertedouro do sistema.
GRÁFICO 4.3 – CURVA DE PERMANÊNCIA DO CÓRREGO BLANCHE
35
30
Vazão (L/s)
25
20
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
17:00
18:00
Freqüência Acumulada (%)
FONTE: SUDERHSA (2005)
GRÁFICO 4.4 – HISTOGRAMA HORÁRIO DO DIA 3/10/2005
2,60
2,55
Vazão (L/s)
2,50
2,45
2,40
2,35
2,30
2,25
2,20
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
tempo (horas)
Vazão dia 03/10/2005
15:00
16:00
85
GRÁFICO 4.5 – HISTOGRAMA HORÁRIO DIA 29/11/2005
2,6
2,55
2,5
Vazão (L/s)
2,45
2,4
2,35
2,3
2,25
2,2
2,15
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
tempo (horas)
GRÁFICO 4.6 – HISTOGRAMA HORÁRIO DIA 27/12/2005
2,55
2,50
Vazão (L/s)
2,45
2,40
2,35
2,30
2,25
2,20
08:00 09:00 10:00
11:00 12:00
13:00 14:00 15:00
tempo (horas)
16:00 17:00 18:00
86
Os resultados das vazões obtidas por ambos métodos apresentaram
significativas diferenças. Através do primeiro método (GRÁFICO 4.3), o valor obtido foi
0,806 L/s para Q95%, e pelo método do tubo de drenagem (segundo método – item i),
a vazão média foi de 2,43 L/s, ou seja, uma diferença da ordem de 68%.
Esta diferença pode ser atribuída às metodologias empregadas para o cálculo
da vazão. O primeiro foi apoiado em um método tecnicamente singelo, o que pode
acarretar em erros, devido à área da bacia em estudo (0,14 km²) diferir
drasticamente em relação à área da Bacia do Atuba (127 km²), à qual a estação
utilizada para a obtenção dos dados está inserida. Isto provavelmente potencializou
os erros nos cálculos da vazão específica. Por outro lado, essa vazão é a de
referência em 95% do tempo, significando que o volume de água presente no
córrego independe de períodos chuvosos ou de estiagem.
Por meio do primeiro item do segundo método utilizado, referente à utilização
da curva de descarga do tubo de drenagem (APÊNDICE 7), foi calculada a média a
partir de vazões instantâneas referentes a três dias de monitoramento no tubo de
drenagem. Observando a curva de permanência construída pelo primeiro método,
nota-se que a vazão de 2,43 L/s é valor de referência em apenas 30% do tempo das
vazões ocorridas no córrego (GRÁFICO 4.3). No entanto, a vazão obtida foi
condizente com a observada por JORGE (2002), que foi de 2,6 L/s, desta forma, a
vazão definida por este estudo sustenta a vazão de 2,43 L/s como o mais próximo
do real para o córrego Blanche.
Além das explicações acima apresentadas para justificar as discrepâncias
entre as metodologias para determinar a vazão do córrego, outro fator deve ser
considerado, talvez o mais importante, que é a contribuição da carga de esgoto ao
longo da Bacia do córrego Blanche. Como mencionado na seção 3.1, a bacia deste
córrego está localizada em região densamente urbanizada, ocupada por residências
uni-familiares de maior poder aquisitivo, sendo o comércio regional de pequeno porte
e o industrial, virtualmente, zero. Os GRÁFICOS 4.4, 4.5 e 4.6 mostram as variações
87
horárias da vazão no córrego Blanche, segundo investigações realizadas dia 3 de
outubro, 29 de novembro e 27 de dezembro de 2005. Os dados sugerem que, de
fato, a presença de esgoto na água do córrego é considerável, pois a variação
horária das vazões coincide com os períodos de maior demanda, com picos
concentrados em torno das 12:00h e das18:00h, quando o maior consumo de água
em residências é fato conhecido.
Portanto, a partir dos dados de vazão obtidos em medidas de campo, pode
ser observado que a principal causa da poluição das águas do córrego é o
lançamento irregular de esgoto nos sistemas de drenagem da micro-bacia. Embora,
a poluição difusa possa estar relacionada aos picos de cheia e ao carreamento da
poluição aos rios, foi observado nas campanhas de reconhecimento (seção 4.8), que
podem ocorrer diluições nas águas do córrego em dias de garoa, fato observado nos
estudos de MATSUMOTO (1997).
Por fim, as vazões obtidas através do segundo item da segunda metodologia,
a qual utilizou a curva de descarga do vertedouro, podem ser observadas na
TABELA 4.1. Estes valores comprovam a eficácia do dispositivo restritor do fluxo da
água, isto porque estas vazões não foram superiores a 3,5 L/s, como definido nas
seções 3.2.4 e 3.3.4. Embora, as vazões no sistema tenham sido inferiores a este
valor, foram superiores à vazão média do córrego, o que pode ser justificado pelo
fato de o remanso, situado a montante do sistema, apresentar a superfície livre
superior à altura do sistema instalado.
A vazão utilizada para o cálculo das cargas no PONTO 1 e no PONTO 2
foram as obtidas no vertedouro do sistema.
88
TABELA 4.1 – VAZÃO NO SISTEMA
COLETA
DIA DA COLETA
HORÁRIO
VAZÃO (L/s)
1
03/10/2005
9:40
2,45
2
08/11/2005
18:00
2,91
3
21/11/2005
18:00
2,50
4
29/11/2005
19:00
2,48
5
03/12/2005
18:00
3,23
6
06/12/2005
18:00
3,10
7
12/12/2005
18:00
3,05
8
16/12/2005
14:00
2,98
9
19/12/2005
10:00
2,52
10
22/12/2005
12:30
3,01
4.6.
IDENTIFICAÇÃO DA SITUAÇÃO DE LIGAÇÕES DE ESGOTO NA BACIA DE
CONTRIBUIÇÃO DO CÓRREGO BLANCHE
A partir da metodologia definida na seção 3.8, através da utilização de
informações cadastrais da Prefeitura Municipal de Curitiba (SMU, 2006), foram
identificados 22 lotes, sem coleta e/ou tratamento de esgoto na Bacia de
Contribuição do córrego Blanche, dos quais nove lotes estão localizados na R. Dr.
Mohty Domit, oito na R. Maria Fatuch, três na R. Fagundes Varella, um lote na R.
Paulo Idelfonso e um na R. Lange de Morretes.
As entrevistas realizadas com os moradores da área indicaram que 77% dos
lotes apresentavam as ligações de coleta de esgoto regularizada através de serviço
prestado pela SANEPAR. O GRÁFICO 4.7 mostra os resultados obtidos através da
pesquisa realizada em campo.
89
GRÁFICO 4.7 – SITUAÇÃO DAS LIGAÇÕES DE ESGOTO NA BACIA DO
CÓRREGO BLANCHE
9%
14%
já regularizou a instalação
não soube informar
não atendeu
77%
Apesar de um grande número de moradores locais afirmarem que as
regularizações já haviam sido realizadas, despejos de esgoto foram observados,
freqüentemente, durante o período de estudo no córrego Blanche. Isto pode ser
observado nos GRÁFICOS 4.4, 4.5 e 4.6, nos quais, em torno das 12:00h e das
18:00h ocorreram picos de vazão, horários reconhecidamente de maior demanda
por parte da população.
Durante os três meses de monitoramento do sistema de tratamento das
águas do córrego Blanche ocorreram quatro grandes despejos de esgoto, tendo sido
a presença de dejetos humanos evidente nestes derramamentos. Em uma destas
ocasiões foi possível a coleta de amostras para a realização de análises de DBO e
DQO. Os resultados indicaram elevada presença de matéria orgânica, com o valor
da concentração da DBO de 220 mg/L e da DQO de 237,18 mg/L. A ocorrência
deste despejo foi observado “in loco”, no dia 23/11/2005 às 18:00h, com o
lançamento tendo ocorrido através do tubo de descarga.
90
Esta situação deixa inúmeras dúvidas quanto à precisão e veracidade das
informações prestadas pelos moradores e órgãos oficiais.
4.7.
MANUTENÇÃO DO SISTEMA
Como mencionado na seção 3.6.6, a manutenção do sistema compreendeu a
limpeza
diária
das
tampas,
dos
orifícios
do
dispositivo
de
entrada,
a
complementação do volume do dispositivo dosador de sulfato de alumínio e a coleta
dos resíduos jogados próximo ao córrego pela população local, ou por transeuntes,
conforme mostrado na Figura 4.15. Através desta manutenção, problemas como o
entupimento do dispositivo de entrada e ações de vândalos puderam ser
amenizados.
FIGURA 4.15 – RESÍDUOS COLETADOS DURANTE A LIMPEZA DIÁRIA
A limpeza dos orifícios do dispositivo restritor de fluxo da água foi de
fundamental importância para a manutenção do sistema, isto porque o seu
entupimento reduzia a entrada da água no sistema e induzia a passagem do fluxo
91
sobre as tampas. Estes fatos acarretaram, várias vezes, a deposição de resíduos e
matéria orgânica sobre as tampas, o que favoreceu o aparecimento de ratos na
região (Figura 4.20), tornando o local desagradável tanto para a realização das
campanhas, como para os freqüentadores do bosque.
Os materiais coletados consistiram de plásticos, embalagens de alimentos,
roupas velhas, restos de comida, folhas, caules, e até mesmo cateter com sangue,
como mostra a Figura 4.16.
FIGURA 4.16 – RESÍDUOS ENCONTRADOS NO CÓRREGO BLANCHE
Com o sistema em pleno funcionamento, muitas vezes foram identificados
vazamentos nas laterais e na sua parte inferior. Nestes casos, foi necessária a
utilização de vedações apropriadas, como concreto de pega rápida, madeiras e
pedras, vedantes poliméricos, entre outras alternativas. Desta forma, as soluções
adotadas para os problemas operacionais do sistema sempre foram através de
tomada de decisões as mais rápidas e eficientes possíveis, de modo a não
comprometer o cumprimento dos objetivos propostos e o tempo disponível para o
projeto.
92
Semanalmente foram realizadas limpezas no interior do sistema, objetivando
a retirada do lodo depositado no fundo dos compartimentos, além de areia, pedras,
britas, folhas e outros resíduos que, eventualmente, passavam pelo dispositivo
restritor (Figura 4.17). Uma das maiores dificuldades encontradas na manutenção
semanal foi a limpeza das pedras filtrantes localizadas no último compartimento do
sistema (Figura 4.18). As pedras, dispostas de modo a reduzir os espaços vazios do
compartimento, propiciavam um acúmulo excessivo de resíduos e de lodo, que
poderiam vir a intervir diretamente nos resultados do PONTO 3, a jusante do
sistema, quando não limpas adequadamente.
FIGURA 4.17 – RETIRADA DO LODO PRODUZIDO NO INTERIOR DO
SISTEMA
93
FIGURA 4.18 – LIMPEZA DAS PEDRAS FILTRANTES
4.7.1 Problemas Externos à Operação do Sistema
Como mencionado na seção 4.6, foram freqüentes os despejos de esgoto no
córrego Blanche, fato constatado através do aumento da vazão nos horários de pico,
conforme apresentado nas seções 4.5 e 4.6. Durante os meses de monitoramento,
foram observados quatro grandes despejos de esgoto bruto (a montante do sistema)
no córrego, os quais comprometeram o funcionamento do sistema (Figura 4.19). O
comprometimento foi devido ao entupimento do dispositivo restritor do fluxo da água
e a conseqüente passagem deste fluxo sobre as tampas, desta forma, os materiais
presentes nestes despejos acumularam sobre as tampas, atraindo a população de
ratos do córrego sobre o sistema (Figura 4.20), APÊNDICE 8.
Para a realização da limpeza interna e externa do sistema foi necessária a
contratação de um hidrojato para a remoção total dos dejetos. Os despejos ocorreram
nos dias 12/11/2005, 23/11/2005, 4/12/2005 e 10/12/2005. No entanto, no dia
4/12/2005 a limpeza realizada com o hidrojato foi de melhor qualidade, pois neste
94
dia o jato de água foi passado no interior de todos os compartimentos, as pedras
filtrantes foram removidas e também limpas com este jato, diferentemente das
limpezas realizadas em datas anteriores, nas quais as pedras filtrantes foram limpas
apenas com o fluxo da torneira.
FIGURA 4.19 – DESPEJOS DE ESGOTO NO CÓRREGO BLANCHE
FIGURA 4.20 – PRESENÇA DE RATOS SOBRE O SISTEMA
A ação de vândalos foi freqüente sobre o sistema, isto pelo fato de estar
localizado em área publica. Na fase de construção, o segundo septo, septo no qual
95
estava localizado o vertedouro, foi quebrado e jogado dentro do córrego. Em outra
oportunidade, o abrigo construído para armazenagem da bombona de coagulante e
dos materiais de limpeza foi arrombado, e o material de seu interior roubado ou
destruído. O portão do abrigo foi arrancado e deixado no leito do córrego Blanche.
4.8
QUALIDADE DA ÁGUA NO CÓRREGO BLANCHE
Nesta seção serão apresentados e discutidos os resultados obtidos relativos
aos parâmetros analisados nas duas campanhas de monitoramento: a primeira,
Campanha de Reconhecimento Local, e a segunda, Campanha de Monitoramento,
iniciada após a instalação do sistema de tratamento. Os resultados das análises das
campanhas de reconhecimento e monitoramento são disponibilizados nos
APÊNDICES 9 e 10, respectivamente.
4.8.1 Campanha de Reconhecimento
Como apresentado na seção 3.6, esta campanha foi realizada para o
conhecimento da qualidade das águas do córrego Blanche, visto que o estudo
anterior, ao qual esta pesquisa se propôs dar continuidade, foi realizado entre 2001
e 2002. Esta pesquisa foi realizada durante quatro meses de monitoramento, tendo
sido coletadas amostras em apenas um ponto amostral, isto ocorreu devido ao
córrego possuir apenas 36 m de comprimento não canalizado. Na TABELA 4.2 são
apresentados os horários e a condição do tempo durante a realização das coletas.
96
TABELA 4.2 – CONDIÇÃO DO TEMPO E HORÁRIO DA REALIZAÇÃO DAS COLETAS
COLETA
HORÁRIO
CONDIÇÃO DO TEMPO NAS ÚLTIMAS 24 HORAS
1 – 02/05/2005
13:30h
nublado com garoa
2 – 15/06/2005
13:30h
chuvoso
3 – 13/07/2005
13:30h
estiagem
4 – 28/07/2005
09:30h
nublado
5 – 11/08/2005
10:00h
chuvas intermitentes alternadas com garoa
Para a análise microbiológica foi realizada uma coleta especifica no córrego
Blanche dia 6/05/2005, a qual apresentou resultados elevados quanto à presença de
coliformes termotolerantes, quando comparado aos padrões estabelecidos pela
Resolução CONAMA N° 357/05 para águas doces de Classe 2, que estabelece
limite de 1000 NMP/100 mL. O valor obtido foi 1,3 x 106 NMP/100 mL, conforme
ANEXO 2. A coleta desta amostra foi realizada às 14:00 horas em horário de pico de
vazão, conforme apresentado nos GRÁFICOS 4.4, 4.5 e 4.6, o que induz à presença
de despejos de esgotos.
O GRÁFICO 4.8 apresenta a variação temporal da concentração de DBO no
córrego Blanche. Pode-se observar que o valor médio da concentração de DBO no
córrego foi 25,05 mg/L ± 10,68, tendo sido o valor mínimo de 9,85 mg/L e o máximo
de 37,9 mg/L.
97
GRÁFICO 4.8 – VARIAÇÃO TEMPORAL DA CONCENTRAÇÃO DE DBO
40
35
DBO (mg/L)
30
25
20
15
10
5
coleta 2/5
coleta 15/6
coleta 13/7
coleta 28/7
coleta 11/8
datas de coletas
DBO
valor médio
No GRÁFICO 4.8, nota-se que a primeira coleta realizada apresentou
concentração da DBO bastante inferior quando comparada às demais. Isto pode ter
ocorrido devido à garoa ao longo do dia 2/05 (TABELA 4.2), podendo, desta forma,
ter diluído a concentração de matéria orgânica no córrego. Este fato também foi
observado em relação às concentrações de DQO, sólidos suspensos e fósforo na
primeira coleta realizada (GRÁFICOS 4.9 e 4.10, APÊNDICE 11).
Na coleta do dia 11/08, a presença de garoa aliada ao fato de fortes chuvas
terem ocorrido durante a noite, pode estar relacionada à ressuspensão de matéria
orgânica e, conseqüentemente, ao aumento da poluição difusa ao córrego, o que
pode estar relacionado ao aumento das concentrações da DBO e DQO neste dia.
Nos GRÁFICOS 4.8 e 4.9, pode-se observar que as curvas de variação temporal da
DBO e da DQO foram similares.
98
GRÁFICO 4.9 – VARIAÇÃO TEMPORAL DA CONCENTRAÇÃO DE DQO
75
65
DQO (mg/L)
55
45
35
25
15
5
coleta 2/5
coleta 15/6
coleta 13/7
coleta 28/7
coleta 11/8
datas de coletas
DQO
valor médio
O GRÁFICO 4.10 mostra a variação da concentração de sólidos suspensos
no córrego Blanche. Para este parâmetro, o valor médio foi de 51,22 mg/L ± 28,5,
tendo sido o valor mínimo de 33 mg/L e o valor máximo de 102 mg/L. Pode-se
observar que a concentração na segunda coleta foi duas vezes superior à média
obtida. Este elevado valor pode estar relacionado à chuva ocorrida no dia
15/06/2005, que pode ter ressuspendido material particulado, e ainda, aumentado a
contribuição da poluição difusa ao córrego. Nesta coleta foi observada a presença
de 1,5 mg/L de sólidos sedimentáveis no córrego, ao contrário das demais coletas,
que apresentaram a concentração em torno de 1 mg/L. Desta forma, percebe-se que
a concentração de sólidos foi elevada nesta coleta devido a forte chuva ocorrida no
dia 15/06/2005.
Desta forma, pode-se perceber que a vazão da chuva pode ser um fator
influente na concentração dos parâmetros analisados. Isto pode ser explicado pelo
aumento da concentração de DBO e DQO no dia 11/08, porém a concentração de
99
sólidos suspensos se manteve constante. Já no dia 15/06 ocorreu o aumento da
concentração de sólidos suspensos, sendo que as concentrações de DBO e de
DQO não tiveram grande variação.
GRÁFICO 4.10 – VARIAÇÃO TEMPORAL DA CONCENTRAÇÃO DE SS
125
105
SS (mg/L)
85
65
45
25
5
coleta 2/5
coleta 15/6
coleta 13/7
coleta 28/7
coleta 11/8
datas de coletas
SS
valor médio
Segundo CAVICHIOLO, BRAGA e FERNANDES (2003), a análise dos
valores da condutividade pode fornecer informações sobre a presença de sólidos
dissolvidos em corpos aquáticos, desta forma, o GRÁFICO 4.11 e o GRÁFICO 4.12
apresentam esta relação através da semelhança entre as curvas obtidas para os
respectivos parâmetros analisados. Observa-se que a relação entre sólidos
dissolvidos e a condutividade é diretamente proporcional, uma vez que a
condutividade está relacionada a presença de íons dissolvidos na água.
100
GRÁFICO 4.11 – VARIAÇÃO TEMPORAL DA CONDUTIVIDADE
605
Condutividade (uS/cm)
505
405
305
205
105
5
coleta 2/5
coleta 15/6
coleta 13/7
coleta 28/7
coleta 11/8
datas de coletas
Condutividade
valor médio
GRÁFICO 4.12 – VARIAÇÃO TEMPORAL DA CONCENTRAÇÃO DE SD
255
SD (mg/L)
205
155
105
55
5
coleta 2/5
coleta 15/6
coleta 13/7
coleta 28/7
datas de coletas
SD
valor médio
coleta 11/8
101
4.8.2 Campanha de Monitoramento
Como apresentado na seção 3.6, para a Campanha de Monitoramento foram
definidos três pontos de coleta, sendo o primeiro na saída do tubo de drenagem
(PONTO 1), o segundo e o terceiro (PONTOS 2 e 3) a montante e a jusante do
sistema, respectivamente.
As coletas estavam previstas para serem realizadas com freqüência semanal,
porém no início do projeto diversos problemas operacionais dificultaram o
cumprimento do cronograma proposto. Os mais significativos foram a regulagem
adequada do gotejamento da solução do agente coagulante para a vazão de 24,7 L/d
e os entupimentos dos dispositivos de gotejamento, vazamentos internos e externos
ao sistema e descargas de esgoto no córrego. Também, não foram realizadas
coletas em dias com chuvas intensas, devido a dificuldade de acesso ao local onde
estava instalado o sistema. Assim, os procedimentos de coleta foram executados em
maior número, na medida em que os problemas e dificuldades foram sendo
solucionados, tendo sido realizados, ao longo de três meses, dez coletas.
Uma vez que o principal fator para a avaliação do sistema proposto e
instalado no córrego Blanche foi a obtenção da eficiência de tratamento, a análise
das concentrações de poluentes foi realizada em relação aos PONTOS 2 e 3, tendo
sido o PONTO 1 analisado isoladamente.
4.8.2.1 Campanha de monitoramento – PONTO 1
O GRÁFICO 4.13 mostra a variação temporal das concentrações de DBO e
OD no PONTO 1 de coleta. Como esperado, esta variação foi inversamente
proporcional, indicando aporte de matéria orgânica, quando a DBO aumentou, e o
conseqüente consumo de OD pelos microorganismos aeróbios.
102
180
4,5
160
4,0
140
3,5
120
3,0
100
2,5
80
2,0
60
1,5
40
1,0
20
0,5
0
OD (mg/L)
DBO (mg/L)
GRÁFICO 4.13 – VARIAÇÃO TEMPORAL DA CONCENTRAÇÃO DE DBO e OD
0,0
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
datas de coleta
DBO
OD
PONTO 1
A DBO no PONTO 1 de coleta oscilou entre 16 mg/L e 171 mg/L, já a
concentração de OD teve valor mínimo de 1,76 mg/L e máximo de 3,90 mg/L. O
valor médio da DBO foi 64,99 mg/L ± 48,95. Deve-se ressaltar que o valor médio é
calculado a partir de todos os dados, ou seja, para este calculo é utilizado o campo
amostral por inteiro, o que justifica o elevado desvio padrão obtido. O valor médio da
concentração de OD foi 2,6 mg/L ± 0,71. Estas variações bruscas no PONTO 1 são
referentes ao aporte de matéria orgânica no córrego, uma vez que as coletas no
tubo de drenagem indicam condições momentâneas.
O GRÁFICO 4.14 mostra a variação temporal da concentração de DQO.
Como comentado, estas variações estão ligadas aos despejos de esgoto no córrego,
que ocorrem em diferentes horários. Desta forma, o aporte de poluentes ao córrego
indica situações instantâneas que, no entanto, trazem prejuízos ao longo de todo o
córrego.
A variação média da DQO foi 120,6 mg/L ± 74,55, com variação mínima de
50,53 mg/L e máxima de 242,84 mg/L.
103
GRÁFICO 4.14 – VARIAÇÃO TEMPORAL DA CONCENTRAÇÃO DE DQO
300
250
DQO (mg/L)
200
150
100
50
0
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
datas de coleta
Ponto 1
O GRÁFICO 4.15 mostra a variação temporal de TOC no PONTO 1 de coleta.
Nota-se que a curva de variação deste parâmetro foi condizente com as curvas de DBO
e DQO, mostradas no GRÁFICO 4.12 e 4.13, respectivamente. O valor médio de aporte
de TOC foi 40,79 mg/L ± 26,21, tendo sido o valor mínimo 13,10 mg/L e o valor máximo
89,38 mg/L.
GRÁFICO 4.15 – VARIAÇÃO TEMPORAL DA CONCENTRAÇÃO DE TOC
100
90
80
TOC (mg/L)
70
60
50
40
30
20
10
0
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
datas de coleta
Ponto 1
coleta
12/12
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
104
O GRÁFICO 4.16 mostra a variação temporal de sólidos suspensos e da
turbidez no PONTO 1 de coleta. Segundo METCALF e EDDY (2003), a presença de
sólidos suspensos na água está relacionada diretamente à turbidez. Desta forma,
quanto mais turva a água, maior a presença de sólidos suspensos. Pode-se
perceber no GRÁFICO 4.16 que esta correspondência ocorre, com exceção do dia
3/12. Comparando a curva de sólidos suspensos com as curvas apresentadas nos
GRÁFICOS 4.13, 4.14, 4.15 esta relação também não se apresenta, sugerindo erro
de analise e/ou de coleta.
As concentrações de sólidos suspensos oscilaram entre 31 mg/L e 101,20 mg/L,
com média entre 58,07 mg/L ± 26,10.
GRÁFICO 4.16 – VARIAÇÃO TEMPORAL DA CONCENTRAÇÃO DE SS E
TURBIDEZ
80
120
70
60
80
50
40
60
30
40
Turbidez (NTU)
Sólidos Suspensos (mg/L)
100
20
20
10
0
0
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
datas de coleta
SS
Turbidez
PONTO 1
4.8.2.2 Campanha de monitoramento – PONTOS 2 e 3
A partir da tabulação dos dados, foram calculados os valores médios,
máximos, mínimos e os desvios padrão para as concentrações dos parâmetros
105
analisados. A primeira e importante informação obtida foi que os valores do PONTO
3 foram inferiores aos do PONTO 2, tendo sido comprovado o desempenho do
sistema de tratamento instalado no córrego Blanche.
O GRÁFICO 4.17 apresenta as variações temporal e espacial da
concentração da DBO no córrego Blanche. Pode-se observar que as curvas foram
similares em relação a estes dois pontos. O GRÁFICO 4.17 apresenta um pico de
concentração da DBO no dia 03/12, quando a coleta das amostras foi realizada às
18:00h, de um sábado. Como visto na seção 4.5, as vazões em dias de finais de
semana e medidas em horários de finais de tarde apresentam maior influência de
descargas de esgoto.
GRÁFICO 4.17 – VARIAÇÃO TEMPORAL E ESPACIAL DA CONCENTRAÇÃO
DE DBO
200
180
160
DBO (mg/L)
140
120
100
80
60
40
20
0
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
datas de coleta
Ponto 2
Ponto 3
O GRÁFICO 4.18 apresenta a dispersão espacial e temporal das
concentrações de DBO nos pontos de coleta. Observa-se que a dispersão do
PONTO 2 é superior ao PONTO 3, indicando a melhoria e a homogeneidade da
qualidade da água, conforme sugerido por VANZELA (2004). Os valores atípicos,
106
presentes neste gráfico, referem-se às concentrações do dia 3/12, quando a coleta
foi realizada às 18:00 de um final de semana.
GRÁFICO 4.18 – DISPERSÃO TEMPORAL E ESPACIAL DA CONCENTRAÇÃO
DE DBO
As medianas, cujos valores não são influenciados pelos dados amostrais mais
extremos, referentes a cada ponto amostral são apresentadas no GRÁFICO 4.18.
Desta forma, comparando os valores médios da DBO, apresentados na TABELA 4.3
com as medianas do GRÁFICO 4.18, nota-se que as médias obtidas são
influenciadas pelos valores tidos, nesta avaliação, como atípicos.
TABELA 4.3 – CONCENTRAÇÃO DE DBO
DBO
MÉDIA (mg/L)
PONTO 2
PONTO 3
67,37
46,85
MÁXIMO (mg/L)
172,28
122,40
MÍNIMO (mg/L)
35,33
25,26
DESVIO PADRÃO (mg/L)
41,22
29,24
107
O GRÁFICO 4.19 apresenta a variação espacial e temporal da concentração
da DQO no córrego Blanche que, assim como a curva apresentada no GRÁFICO
4.17, apresentou pico de concentração no dia 3/12. Esta concentração foi de 332 mg/L,
para o PONTO 2, e em torno de 236 mg/L, para o PONTO 3, tendo sido a
concentração da DBO de 172,28 mg/L e 122,40 mg/L, para o PONTO 2 e PONTO 3,
respectivamente.
As coletas realizadas nos dias 16 e 19/12 apresentaram concentrações
superiores à média, muito provavelmente, devido à utilização, por parte da
SANEPAR, de anilina para a identificação de ligações clandestinas na região da
micro-bacia do córrego Blanche. Apesar da tentativa de obtenção de informações
sobre estas ações, não foi possível obter resposta por parte da SANEPAR.
DE DQO
350
300
DQO (mg/L)
250
200
150
100
50
0
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
datas de coleta
Ponto 2
Ponto 3
O GRÁFICO 4.20 mostra a dispersão dos resultados obtidos em relação à
concentração de DQO. Como observado para as concentrações de DBO, o PONTO
3 apresentou dispersão inferior ao PONTO 2, o que indica melhoria na qualidade da
água em relação à concentração de DQO no córrego, após o tratamento da água
com o sistema desenvolvido.
108
DE DQO
A TABELA 4.4 mostra que a média da concentração de DQO referente ao
PONTO 2 foi 169,99 mg/L ± 89,20 e no PONTO 3, 120,25 mg/L ± 60,93. Esta tabela,
também mostra os valores máximos e mínimos obtidos em cada ponto de coleta.
Nota-se que o desvio padrão obtido para o conjunto de análises foi elevado, isto
porque a dispersão dos valores foi grande, como pode ser observado no GRÁFICO
4.20 e na TABELA 4.4.
TABELA 4.4 – CONCENTRAÇÃO DE DQO
DQO
PONTO 2
PONTO 3
MÉDIA (mg/L)
169,99
120,25
MÁXIMO (mg/L)
332,30
236,44
MÍNIMO (mg/L)
60,30
43,77
89,20
60,93
O GRÁFICO 4.21 mostra a variação temporal e espacial da concentração de
fósforo no PONTO 2 e no PONTO 3. As concentrações de fósforo referentes ao dia
109
8/11 sofreram um decaimento, quando comparadas às demais coletas, podendo
representar a influência da garoa durante a coleta ocorrida à tarde, pois como visto
nas campanhas de reconhecimento e nos estudos de MATSUMOTO (1997),
diluições dos poluentes podem ocorrer durante períodos chuvosos, podendo ter sido
também a influência de demais fatores ambientais. A influência do alumínio
(provindo do coagulante) pode ter auxiliado na precipitação do fósforo e assim, o seu
transporte para o sedimento, reduzindo a concentração de fósforo no córrego. As
concentrações mais elevadas, nos dias 3/12 e 16/12, sugerem descargas de esgoto,
isto porque o horário de ambas coletas coincidiram com os horários de pico de
vazão no córrego Blanche, fato observado nos GRÁFICOS 4.4, 4.5 e 4.6.
DE FÓSFORO TOTAL
1800
1600
Fósforo (ug/L)
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22 /12
datas de coleta
Ponto 2
Ponto 3
O GRÁFICO 4.22 mostra a dispersão espacial e temporal da concentração de
fósforo nos pontos de coleta. O valor indicado neste gráfico como atípico refere-se à
coleta realizada no dia 8/11. Segundo GUENTHER et al. (2004), estes valores
110
atípicos sugerem desde erros de análise e/ou coleta, até bruscas variações na
condição das águas naturais em análise.
A concentração de fósforo no PONTO 2 oscilou entre 398,40 μg/L e
1708,28 μg/L, para um valor médio de 1288,51 μg/L ± 383,19. No PONTO 3, o valor
mínimo foi de 275,50 μg/L e o máximo foi de 1145 μg/L, com valor médio
821,29 μg/L ± 255,55.
DE FÓSFORO TOTAL
TOC no córrego Blanche. Pode-se notar que as curvas neste gráfico são
semelhantes às curvas do GRÁFICO 4.17, pois ambos parâmetros analisados
consideram a presença de matéria orgânica no corpo aquático, sendo que através
da análise de DBO é mensurado o consumo de oxigênio dissolvido na água para a
oxidação da matéria orgânica e o TOC é a quantificação da matéria orgânica
presentes na água.
111
Nota-se que no dia 03/12 a concentração no PONTO 2 foi elevada, como
observado nos GRÁFICOS 4.17 e 4.23. Desta forma, conforme mencionado
anteriormente, este fato pode estar relacionado à influência de descargas de esgoto
no córrego Blanche, uma vez que a coleta foi realizada em um final de semana às
18:00h.
Na TABELA 4.5 pode ser observado que a concentração média de TOC nos
PONTOS 2 e 3 foi 49,30 mg/L ± 27,42 e 32,51 mg/L ± 22,16, respectivamente.
DE TOC
140
120
TOC (mg/L)
100
80
60
40
20
0
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
datas de coleta
Ponto 2
Ponto 3
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
112
TABELA 4.5 – CONCENTRAÇÃO DE TOC
TOC
PONTO 2
MÉDIA (mg/L)
PONTO 3
49,30
32,51
MÁXIMO (mg/L)
120,20
91,73
MÍNIMO (mg/L)
26,37
14,88
27,42
22,16
No GRÁFICO 4.24 pode-se observar que a dispersão do PONTO 3 foi inferior
àquela para o PONTO 2. Os valores atípicos presentes no gráfico referem-se ao dia
3/12 que, como mencionado, pode ter sido resultado de despejos de esgoto no
córrego Blanche.
GRÁFICO
4.24
–
DISPERSÃO TEMPORAL
CONCENTRAÇÃO DE TOC
E
ESPACIAL
DA
carbono orgânico dissolvido no córrego Blanche. Pode-se notar que, como para os
113
demais parâmetros analisados, a concentração de DOC foi superior no dia 3/12,
reforçando a idéia de despejos de esgoto na bacia do córrego Blanche.
A TABELA 4.6 mostra a média da concentração de DOC nos pontos de
coleta. No PONTO 2, a concentração oscilou entre 7,54 mg/L e 71,16 mg/L, com
valor médio de 22,33 mg/L ± 17,71, enquanto no PONTO 3, a variação foi entre
5,89 mg/L a 58,04 mg/L, com valor médio de 16,69 mg/L ± 14,92. Esta grande
oscilação na concentração de DOC nos pontos de coleta propiciou o elevado desvio
padrão para os dados obtidos.
DE DOC
80
70
DOC (mg/L)
60
50
40
30
20
10
0
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
datas de coleta
Ponto 2
Ponto 3
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
114
TABELA 4.6 – CONCENTRAÇÃO DE DOC
DOC
PONTO 2
PONTO 3
MÉDIA (mg/L)
22,33
16,69
MÁXIMO (mg/L)
71,16
58,04
MÍNIMO (mg/L)
7,54
5,89
17,71
14,92
sólidos suspensos no córrego Blanche. A concentração de sólidos suspensos no
PONTO 2 oscilou entre 49 mg/L e 155 mg/L, com média de 86,22 mg/L ± 36,95,
enquanto no PONTO 3, a concentração de sólidos variou entre 26,8 mg/L e
85,72 mg/L, com média de 47,09 mg/L ± 17,13.
Na coleta do dia 6/12, pode-se observar que a concentração de sólidos
suspensos no PONTO 2 foi bastante elevada quando comparada às concentrações
das demais coletas realizadas. Esse fato pode estar relacionado a descarga de
esgoto que ocorreu dia 4/12. A redução observada no dia 29/11, em relação ao
PONTO 3, pode ser reflexo da limpeza realizada no sistema dia 23/11, após um
derramamento de esgoto no córrego. Este derramamento pode ter sido causado por
um caminhão limpa fossa que, após realizar limpeza de uma fossa, teria despejado o
esgoto coletado no córrego. Este fato é sugerido devido a localização dos dejetos
encontrados no córrego, os quais estavam, principalmente, na borda do remanso,
local difícil para esta deposição.
115
DE SÓLIDOS SUSPENSOS
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
datas da coletas
Ponto 2
Ponto 3
O GRÁFICO 4.27 mostra a dispersão temporal e espacial dos sólidos
suspensos no córrego Blanche. Nota-se que a dispersão do PONTO 2 foi superior à
dispersão do PONTO 3, o que indica a melhoria da qualidade da água
proporcionada pela remoção de sólidos suspensos através do sistema implantado.
116
GRÁFICO
4.27
– DISPERSÃO TEMPORAL E ESPACIAL
CONCENTRAÇÃO DE SÓLIDOS SUSPENSOS
DA
A variação do oxigênio dissolvido é mostrada no GRÁFICO 4.28. Nota-se que
a concentração de OD no PONTO 3 foi superior à do PONTO 2, fato que demonstra
a melhoria proporcionada às águas do córrego em função da implantação do
sistema. Cabe ressaltar que a determinação da concentração de OD nas três
primeiras coletas foi realizada com oxímetro de campo, enquanto nas demais, foi
utilizado o método de Winkler. O motivo pelo qual foram utilizados métodos
diferentes para a determinação de OD foi o fato de o oxímetro ter apresentado
problemas técnicos, desta forma, o método de Winkler passou a ser adotado para a
realização das análises.
Na TABELA 4.7 são apresentadas as médias da concentração de OD em
relação aos pontos de coleta. No PONTO 2, a concentração oscilou entre 1,00 mg/L
e 5,20 mg/L, apresentando média de 2,28 mg/L ± 1,16, enquanto no PONTO 3, a
variação foi de 2,50 mg/L a 5,40 mg/L, apresentando média de 3,88 mg/L ± 0,88.
117
DE OD
6,0
5,0
OD (mg/L)
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
datas de coleta
Ponto 2
Ponto 3
TABELA 4.7 – CONCENTRAÇÃO DE OD
OXIGÊNIO DISSOLVIDO
PONTO 2
PONTO 3
MÉDIA (mg/L)
2,28
3,88
MÁXIMO (mg/L)
5,20
5,40
MÍNIMO (mg/L)
1,00
2,50
1,16
0,88
Nos sistemas aquáticos, a concentração de OD é inversamente proporcional
à concentração de matéria orgânica, desta forma, o aumento da concentração de
matéria orgânica resulta na depleção da concentração de OD.
A relação entre a concentração de matéria orgânica, em termos de DBO, e a
concentração de oxigênio dissolvido é apresentada no GRÁFICO 4.29.
118
GRÁFICO 4.29 – VARIAÇÃO TEMPORAL DA DBO E DO OD NO PONTO 3
140
6
120
5
100
80
3
60
OD (mg/L)
DBO (mg/L)
4
2
40
1
20
0
0
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
datas de coleta
PONTO 3
DBO
OD
O GRÁFICO 4.30 mostra a variação temporal e espacial das concentrações
da condutividade no PONTO 1 e no PONTO 2. Observando o GRÁFICO 4.30, notase que o PONTO 2, em algumas coletas, apresentou valores mais baixos de
condutividade quando comparados ao PONTO 3. Este resultado pode estar
relacionado à utilização do sulfato de alumínio como agente coagulante, uma vez
que a condutividade mensura a capacidade da solução em transmitir corrente
elétrica e a solução utilizada é um sal, composta por íons que também transmitem
corrente elétrica (HEM, 1989).
O GRÁFICO 4.31 apresenta a variação da condutividade e de sólidos dissolvidos
no PONTO 3. Pode-se observar que esta variação é diretamente proporcional,
comprovando a relação estudada por CAVICHIOLO, BRAGA e FERNANDES (2003) e
observada nas campanhas de reconhecimento, entre estes dois parâmetros. O
GRÁFICO 4.32 mostra a correlação entre a condutividade e a concentração de sólidos
dissolvidos no córrego Blanche, após o sistema de tratamento, no PONTO 3. O
coeficiente de Pearson calculado, segundo WHEATER e COOK (2000), indica a
119
existência da correlação linear moderada entre os parâmetros analisados, r de 0,541. No
entanto, cabe ressaltar que esta correlação é influenciada pelo número de amostras,
principalmente quando o número é pequeno, como neste caso. Assim, com um maior
número de coletas poderia ser observada uma correlação forte entre os parâmetros em
discussão, r superior a 0,6.
Com esta observação, pode-se inferir que, os maiores valores de
condutividade no PONTO 3 estão estritamente relacionadas a utilização de sulfato
de alumínio, uma vez que, a concentração de sólidos dissolvidos foi sempre superior
no PONTO 2 quando comparado ao PONTO 3 (APÊNDICE 10).
Desta forma, a principal causa da presença de valores superiores da
condutividade no PONTO 3 quando comparado ao PONTO 2 está relacionada à
utilização de sulfato de alumínio como coagulante no sistema.
GRÁFICO
4.30
–
VARIAÇÃO TEMPORAL
CONDUTIVIDADE
E
ESPACIAL
240
Condutividade ( uS/cm)
220
200
180
160
140
120
100
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
datas de coleta
Ponto 2
Ponto 3
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
DA
120
GRÁFICO 4.31 – VARIAÇÃO TEMPORAL DA CONDUTIVIDADE E DOS SD
NO PONTO 3
PONTO 3
210
400
200
300
180
170
250
160
200
150
140
150
130
Sólidos Dissolvidos (mg/L)
350
190
100
120
50
110
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
datas de coleta
Condutividade
SD
GRÁFICO 4.32 – CORRELAÇÃO ENTRE A CONCENTRAÇÃO DE SD E A
CONDUTIVIDADE NO PONTO 3
220
Condutividade (mg/L)
200
r = 0,541
180
160
140
120
100
80
0
50
100
150
200
250
300
PONTO 3
350
400
121
Através das análises realizadas pode-se avaliar a qualidade da água do
córrego Blanche, essencial para se conhecer a importância e a eficiência do sistema
de tratamento instalado. Pode-se observar também, as relações entre os parâmetros
analisados, tais como, condutividade e sólidos dissolvidos, DBO e OD, sólidos
suspensos e turbidez.
4.9
EFICIÊNCIA DO SISTEMA
Nesta seção serão apresentadas e avaliadas as eficiências obtidas, através
da implantação do sistema no córrego Blanche, em relação aos parâmetros
analisados.
As eficiências foram calculadas entre os pontos a montante e a jusante do
sistema instalado no córrego Blanche, isto é, entre os PONTOS 2 e 3. Os valores
obtidos foram comparados aos resultados apresentados por MATSUMOTO (1997),
JORGE (2002), ANGELIS et al. (2005) e DT ENGENHARIA (2005).
Os resultados das análises realizadas demonstraram eficiência de até 45%
em relação à remoção de DBO, com média de 30,14% ± 5,92 (TABELA 4.8). As
eficiências obtidas por este sistema são compatíveis com as reduções de matéria
orgânica resultantes de sistemas de tratamento primário, ou seja, reduções em torno
de 30%-35% (METCALF e EDDY, 2003). O GRÁFICO 4.33 mostra a variação
temporal da eficiência na redução da concentração de DBO.
TABELA 4.8 – EFICIÊNCIA NA REMOÇÃO DE DBO, DQO e P TOTAL
MÉDIA
MÁXIMA
MÍNIMA
DESVIO
(%)
(%)
(%)
PADRÃO (%)
EFICIÊNCIA (%)
DBO
30,14
44,79
24,22
5,92
DQO
28,51
33,35
24,06
3,10
FÓSFORO TOTAL
35,48
22,76
54,76
10,50
122
A elevada eficiência na remoção da DBO para o dia 6/12/2005 pode estar
relacionada à qualidade da limpeza do sistema com hidrojato, que ocorreu após
derramamento de esgoto bruto, no dia 4/12. Portanto, a limpeza contribuiu
diretamente para o aumento significativo da eficiência na redução de DBO, uma vez
que todos os compartimentos foram lavados internamente com alto fluxo de água,
inclusive as pedras filtrantes, que apresentavam grande colmatação por depósito de
matéria orgânica, fato também observado por JORGE (2002).
GRÁFICO 4.33 – EFICIÊNCIA NA REDUÇÃO DE DBO
Eficiência na Remoção de DBO (%)
50
45
40
35
30
25
20
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
datas de coleta
Variação de DBO
Valor Médio
A eficiência alcançada neste trabalho foi inferior àquelas obtidas por
MATSUMOTO (1997), JORGE (2002) e pelo sistema FLOTFLUX® (2005).
O sistema de gabiões utilizado por JORGE (2002) apresentou eficiência de
redução de DBO entre 19% e 35% sem a aplicação de sulfato de alumínio, e com
aplicação a remoção atingiu valores entre 32% e 63%. Esta eficiência pode estar
relacionada à quantidade de amostras coletadas durante o estudo desenvolvido por
JORGE (2002), que foi de apenas quatro campanhas para a coleta dos dados para o
cálculo da eficiência com aplicação de sulfato de alumínio.
A eficiência obtida por MATSUMOTO (1997) e aquela fornecida pelo sistema
FLOTFLUX® variaram em torno de 93%, para o primeiro, e em torno de 65% a 80%,
123
para o segundo. Deve ser salientado que as eficiências destes dois sistemas devem
estar relacionadas à utilização de um mecanismo de aeração, o qual favorece a
degradação da matéria orgânica. No entanto, cabe ressaltar que o sistema
desenvolvido neste estudo, além de ser mais simples e mais barato que ambos,
sofreu restrições quanto ao dimensionamento, uma vez que a área disponível para
sua implantação foi de apenas 8 m de comprimento. Outra questão importante a ser
considerada é que o sistema desenvolvido por MATSUMOTO (1997) e o sistema
FLOTFLUX® são trabalhos que vem sendo estudados a algum tempo, desta forma
melhorias foram adotadas ao longo dos anos, diferentemente do sistema
desenvolvido para este estudo, que foi aplicado pela primeira vez em um córrego na
cidade de Curitiba.
A eficiência obtida através da remoção da DQO apresentou média inferior
àquela para a remoção da DBO, tendo sido de 28,51% ± 3,10. A TABELA 4.8 mostra
as eficiências média, máxima, mínima e o desvio padrão obtidos através desta
análise. O GRÁFICO 4.34 mostra a variação temporal das eficiências ao longo das
coletas de monitoramento.
GRÁFICO 4.34 – EFICIÊNCIA NA REDUÇÃO DE DQO
Eficiência na Rem oção de DQO (%)
35
30
25
20
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
datas de coleta
Variação de DQO
Valor Médio
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
124
Em relação a outros sistemas estudados, a eficiência na remoção de DQO foi
inferior às obtidas por MATSUMOTO (1997) e pelo sistema FLOTFLUX®, que
apresentaram valores em torno de 82% e entre 65% a 75%, respectivamente. Este
fato pode ser justificado pela utilização do processo de flotação nestes dois
sistemas, fato que eleva a remoção de compostos inorgânicos (MATSUMOTO,
1997; ANGELIS et al, 2005).
A eficiência obtida para a remoção de fósforo total foi superior àquelas para a
remoção de DBO e DQO, neste estudo, tendo sido a média de 35,48% ± 10,5
(TABELA 4.8). Segundo AGUILAR et al. (2002), as remoções de fósforo total e
ortofosfatos são favorecidas pela utilização de coagulantes, principalmente os sais
de alumínio. O GRÁFICO 4.35 mostra as variações na eficiência ao longo do
monitoramento realizado.
GRÁFICO 4.35 – EFICIÊNCIA NA REDUÇÃO DE FÓSFORO TOTAL
Eficiência na Remoção de Fósforo (%)
60
50
40
30
20
10
0
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
datas de coleta
Variação de Fósforo
Valor Médio
A eficiência na remoção de fósforo total apesar de ter sido superior às
apresentadas na remoção de DBO e DQO, foi inferior às obtidas por MATSUMOTO
(1997) e pelo sistema FLOTFLUX®, que apresentaram eficiências em torno de 66%
125
e entre 95% a 98%, respectivamente. Esta elevada eficiência também pode ser
justificada pela aplicação do sistema de flotação em ambos sistemas. No entanto, a
eficiência obtida para o rio Shimanto foi inferior à obtida pelo sistema FLOTFLUX®,
fato aceitável devido à concentração de fósforo no rio Shimanto ser inferior a 3 mg/L,
o que dificulta a remoção deste nutriente, além da não utilização de processos físicoquímicos que elevam a eficiência na remoção de nutrientes, principalmente o fósforo
total (MATSUMOTO, 1997).
A eficiência obtida para a remoção de nitrogênio Kjeldahl foi inferior quando
comparada às remoções de DBO, DQO e fósforo total, tendo sido, em média,
28,43% ± 4,95 (TABELA 4.9). Segundo AGUILAR et al. (2002), a eficiência na
remoção do nitrogênio Kjeldahl pode, muitas vezes, apresentar-se inferior às demais
remoções nos processos físico-químicos, isto se deve à remoção de nitrogênio
amoniacal não ocorrer em processo direto. O GRÁFICO 4.36 mostra as variações na
eficiência da redução de nitrogênio Kjeldahl ao longo do monitoramento realizado.
TABELA 4.9 – EFICIÊNCIA NA REMOÇÃO NTK, TOC e DOC
MÉDIA
MÁXIMA
MÍNIMA
DESVIO
(%)
(%)
(%)
PADRÃO (%)
EFICIÊNCIA (%)
NTK
28,43
36,69
23,97
4,95
TOC
36,40
50,58
23,00
10,62
DOC
27,00
40,04
15,48
8,88
Ao contrário dos demais parâmetros, a remoção de nitrogênio Kjeldahl foi
superior nos dias 19 e 22 de dezembro de 2005. Este fato pode ser justificado pelo
aumento significativo na concentração de nitrogênio observado no PONTO 2, a
montante do sistema. A eficiência na remoção de nitrogênio Kjeldahl não foi
analisada nos estudos realizados por MATSUMOTO (1997) nem na avaliação do
sistema FLOTFLUX®. No entanto, através do sistema Shimanto-Gawa, foi avaliada a
126
remoção de nitrogênio total, que apresentou eficiência de remoção em torno de 61%
(MATSUMOTO, 1997).
Como observação, cabe salientar que a concentração de nitrogênio total é
representada pela soma das concentrações de nitrogênio amoniacal, orgânico, nitrito
e nitrato, enquanto o nitrogênio Kjeldahl é representado pela soma entre as parcelas
amoniacal e orgânica (HEM, 1989).
GRÁFICO 4.36 – EFICIÊNCIA NA REDUÇÃO DE NITROGÊNIO KJELDAHL
Eficiência na Remoção de NTK (%)
40
35
30
25
20
15
10
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
coleta
16/12
c oleta
19/12
coleta
22/12
datas de coleta
Variação de Nitrogênio
Valor Médio
A eficiência obtida para a redução da concentração de carbono orgânico total
foi elevada quando comparada às reduções das concentrações dos demais
parâmetros, tendo sido o valor médio da eficiência na redução de TOC de 36,40% ± 10,62
(TABELA 4.9).
O GRÁFICO 4.37 mostra as variações na eficiência da redução da
concentração de carbono orgânico total ao longo do período de monitoramento. A
limpeza com hidrojato, no dia 4/12, pode ter influenciado no valor da concentração
de TOC, proporcionando eficiência de aproximadamente 50%, em relação a este
127
parâmetro, na coleta realizada dia 6/12/2005. Este resultado sugere que, a matéria
orgânica acumulada, principalmente no compartimento das pedras filtrantes,
proporciona a perda da eficiência do sistema, o que proporciona a colmatação das
pedras filtrantes, e assim, a necessidade de limpeza e redução da matéria orgânica
(lodo) formada.
GRÁFICO 4.37 – EFICIÊNCIA NA REDUÇÃO DE CARBONO ORGÂNICO TOTAL
Eficiência na Remoção de TOC (%)
55
50
45
40
35
30
25
20
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
datas de coleta
Variação de TOC
Valor Médio
Em relação à redução na concentração de carbono orgânico dissolvido, a
média da eficiência obtida foi de 27% ± 8,88 (TABELA 4.9). Assim como observado
para os demais parâmetros, a eficiência para o dia 6/12/2005 foi 48,3% superior
quando comparada à eficiência média para redução da concentração de DOC
(GRÁFICO 4.38).
128
GRÁFICO 4.38 – EFICIÊNCIA NA REDUÇÃO DE CARBONO ORGÂNICO
DISSOLVIDO
45
Eficiência na Remoção de DOC (%)
40
35
30
25
20
15
10
5
0
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
datas de coleta
Variação de DOC
Valor Médio
A eficiência média na remoção de sólidos totais foi 30,10% ± 13,57, sendo as
eficiências mínima e máxima atingidas de 10,74% e 51%, respectivamente (TABELA
4.10). O GRÁFICO 4.39 mostra a variação da eficiência durante as coletas
realizadas. O sistema FLOTFLUX®, assim como os sistemas desenvolvidos por
MATSUMOTO (1997) e JORGE (2002), não avaliaram a concentração de sólidos
totais.
TABELA 4.10 – REMOÇÃO DE ST, SS e TURBIDEZ
MÉDIA
MÁXIMA
MÍNIMA
DESVIO
(%)
(%)
(%)
PADRÃO (%)
EFICIÊNCIA (%)
SÓLIDOS TOTAIS
SÓLIDOS
SUSPENSOS
TURBIDEZ
30,10
51,09
10,74
13,57
42,35
67,74
25,97
14,42
28,12
56,74
19,49
12,99
129
GRÁFICO 4.39 – EFICIÊNCIA NA REMOÇÃO DE SÓLIDOS TOTAIS
Eficiência na Remoção de ST (%)
60
50
40
30
20
10
0
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
datas de coleta
Variação de ST
Valor Médio
Os resultados das análises realizadas para o cálculo da eficiência em relação
à remoção de sólidos suspensos atingiu valor máximo de 67,7% e média de
42,35% ± 14,42 (TABELA 4.10). O GRÁFICO 4.40 mostra a variação temporal das
eficiências obtidas ao longo das coletas.
Como pode ser observado no GRÁFICO 4.40, a maior eficiência em relação à
remoção de sólidos suspensos está relacionada ao dia 6/12/2005. Este fato pode
estar relacionado, como já citado, à limpeza realizada no sistema com hidrojato,
após a descarga de esgoto bruto no córrego, dia 4/12/2005. Pode-se observar que,
nos dias 29/11 e 06/12, a eficiência foi de, aproximadamente, 65%. No dia 03/12, a
eficiência foi pouco inferior a 50%. Este desempenho pode ser creditado às limpezas
de manutenção realizadas antes das coletas dos dias 29/11 e 06/12. Este fator
parece ser significativo, uma vez que na coleta do dia 03/12 não foram realizadas
limpezas no interior do sistema.
A retirada do lodo e dos sólidos sedimentáveis são fatores imprescindíveis
para a eficiência do sistema, uma vez que, o volume definido para o escoamento
130
torna-se menor com a deposição desses materiais, o que aumenta a velocidade de
escoamento no interior do sistema, e reduz o tempo de detenção de fluxo de água.
Deve-se observar que o sistema proposto realiza um processo físico-químico e não
biológico.
GRÁFICO 4.40 – EFICIÊNCIA NA REMOÇÃO DE SÓLIDOS SUSPENSOS
Eficiência na Remoção de SS (%)
80
70
60
50
40
30
20
10
0
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
datas de coleta
Variação de SS
Valor Médio
Em relação à eficiência na remoção de sólidos suspensos obtida por JORGE
(2002) e pelo sistema FLOTFLUX®, o presente trabalho apresentou eficiência
inferior. Enquanto os resultados obtidos por JORGE (2002) corresponderam a
eficiências de 47,6% e 27,2% com e sem a utilização de sulfato de alumínio,
respectivamente, os resultados obtidos para o sistema FLOTFLUX®, com etapa de
flotação, em torno de 91% e 95%.
A eficiência média para a redução da turbidez foi de 28,12% ± 12,99 (TABELA
4.10). O GRÁFICO 4.41 mostra que as coletas dos dias 6 e 12/12 apresentaram
eficiências superiores às obtidas nas demais campanhas de monitoramento, tendo
sido 1,7 vezes e 2 vezes, respectivamente, superiores à média. No entanto, este fato
também pode estar relacionado à lavagem realizada com o hidrojato no interior dos
131
compartimentos e, principalmente, no compartimento das pedras filtrantes, local em
que ficavam retidos os sólidos suspensos. No sistema FLOTFLUX® a eficiência na
redução de turbidez foi elevada quando comparada aos resultados obtidos por este
trabalho, e variaram entre 92% e 97%.
GRÁFICO 4.41 – EFICIÊNCIA NA REDUÇÃO DE TURBIDEZ
Eficiência na Remoção de Turbidez (%)
60
50
40
30
20
10
0
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
datas de coleta
Variação de Turbidez
Valor Médio
Para o cálculo da eficiência do sistema, em relação à redução da carga
orgânica no córrego Blanche, foi utilizada a vazão de entrada e de saída, referentes
aos dias de coleta (TABELA 4.1), no sistema e as respectivas concentrações de
DBO, no PONTO 2 e no PONTO 3. A eficiência média obtida foi de 30,14 ± 5,92%,
tendo sido o valor máximo alcançado de 44,79% e o mínimo de 24,22%.
O GRÁFICO 4.42 mostra a variação temporal da eficiência da redução da
carga orgânica (em termos de DBO) no córrego Blanche. Pode-se notar que a
eficiência máxima obtida para a redução foi em relação ao dia 6/12, devido a
redução da concentração de matéria orgânica no interior do sistema e conseqüente
aumento da eficiência, pelo não carreamento da matéria orgânica.
132
GRÁFICO 4.42 – EFICIÊNCIA NA REDUÇÃO DA CARGA ORGÂNICA – CO
Eficiência na Remoção de C O (%)
50
45
40
35
30
25
20
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
datas de coleta
variação da carga orgânica
valor medio
No estudo realizado por JORGE (2002), as eficiências obtidas para a redução
da carga orgânica foram próximas a 34% e 27%, com e sem a utilização de sulfato
de alumínio, respectivamente. Segundo este autor, após três meses de coletas, foi
verificado que a redução da carga orgânica com a aplicação de sulfato de alumínio
foi, em média, 20 kg/d.
Como citado na seção 3.9, foram estabelecidas correlações entre a remoção
de sólidos suspensos e a redução de matéria orgânica. Tentou-se obter correlações
entre a remoção de sólidos suspensos e a redução de nutrientes, entretanto, com o
método utilizado não foram obtidos resultados satisfatórios.
O GRÁFICO 4.43 mostra a correlação obtida entre a eficiência no processo
de remoção de sólidos suspensos e a eficiência na redução de DBO. Neste gráfico é
apresentado o coeficiente de Pearson (r), calculado através da metodologia sugerida
por WHEATER e COOK (2000). O valor obtido para r, de 0,680, sugere a existência
133
de forte correlação linear entre os parâmetros em análise, pois o coeficiente de
correlação de Pearson é considerado forte para a faixa entre 0,6 e 0,9.
Este resultado suporta a proposta deste trabalho, que é a redução da
concentração da matéria orgânica através da remoção de sólidos suspensos em
corpos aquáticos.
GRÁFICO 4.43 – CORRELAÇÃO DA EFICIÊNCIA ENTRE SS E DBO
80
70
r = 0,680
DBO (%)
60
50
40
30
20
10
10
20
30
40
50
Solidos Suspensos (%)
O GRÁFICO 4.44 apresenta a correlação entre a eficiência na remoção de
sólidos suspensos e a redução de carbono orgânico total. Neste caso, a correlação
obtida foi de 0,579, indicando a existência de moderada correlação linear (r entre 0,3
e 0,6). Entretanto, este valor foi bastante próximo de 0,6 que, segundo WHEATER e
COOK (2000), indica a existência de correlação linear forte.
134
GRÁFICO 4.44 – CORRELAÇÃO DA EFICIÊNCIA ENTRE SS E TOC
60
r = 0,579
TOC (%)
50
40
30
20
10
20
30
40
50
60
70
80
Sólidos Suspensos (%)
Em função dos resultados apresentados, pode-se inferir que o sistema,
apesar das eficiências para alguns parâmetros, comprova a redução da
concentração de matéria orgânica em função da remoção de sólidos suspensos.
O GRÁFICO 4.45 a, b e c apresenta as correlações entre as eficiências da
redução da concentração da DBO e da DQO, entre a redução da concentração da
DBO e do TOC, e ainda, entre a eficiência da redução de TOC e DOC.
O coeficiente de Pearson para a primeira proposta foi de 0,503, indicando
moderada correlação linear, assim como para a segunda proposta, tendo sido o
valor de r de 0,599. Cabe ressaltar que os valores obtidos para estas correlações
foram bastante próximos ao indicativo de forte correlação linear (r >0,6), fato
relacionado à matéria orgânica. A correlação na eficiência da redução da
concentração de TOC e DOC foi 0,806, desta forma, este valor comprova a relação
existente entre estes dois parâmetros, citado na seção 2.4.
135
GRÁFICO 4.45 – CORRELAÇÃO DA EFICIÊNCIA ENTRE OS PARÂMETROS
CORRELAÇÃO DBO - DQO
35
DQO (%)
r= 0,503
30
25
20
10
20
30
40
50
DBO (%)
(a)
CORRELAÇÃO DBO - TOC
60
r= 0,599
TOC (%)
50
40
30
20
10
10
20
30
40
50
DBO (%)
(b)
CORRELAÇÃO TOC - DOC
50
r= 0,806
DOC (%)
40
30
20
10
10
20
30
40
TOC (%)
50
60
(c)
136
4.10 RELAÇÃO CONAMA N° 357 E EFICIÊNCIA DO SISTEMA
Como apresentado na seção 3.1, as águas do córrego Blanche estão
enquadradas como Classe 2 (CONAMA, 2005), segundo a Portaria SUREHMA
N°20/1992 (SUREHMA, 1992). O objetivo da instalação do sistema de tratamento no
córrego Blanche foi a remoção de sólidos suspensos e a redução da concentração
da matéria orgânica e da concentração de nutrientes, visando alcançar a melhoria
da qualidade da água deste corpo aquático.
As concentrações médias, antes e após o tratamento, e as concentrações
referentes às águas de Classe 2, são apresentadas na TABELA 4.11.
TABELA 4.11 – COMPARAÇÃO CONAMA N°357/05 E CONCENTRAÇÕES DO
CÓRREGO BLANCHE
CONAMA N° 357/05
PARÂMETROS
PONTO 2
PONTO 3
CLASSE 2
OD (mg/L O2)
≥5,0
2,28
3,88
DBO (mg/L O2)
≤5,0
67,37
46,85
até 100
43,69
30,43
6,0 - 9,0
6,97
6,99
-
1,29
0,82
SDT (mg/L)
500
241,44
173,38
N-NH3 (mg/L N)
3,7
10,27
6,62
Presentes
Virtualmente
Ausentes
Presentes
Virtualmente
Ausentes
TURBIDEZ (NTU)
pH
P total (mg/L P)
Substâncias que
Transfiram Gosto ou
Odor
Materiais
Flutuantes
Inclusive Espumas
Virtualmente
Ausentes
Virtualmente
Ausentes
FONTE: ADAPTADO DA RESOLUÇÃO CONAMA N° 357/05 E DADOS DA AUTORA
137
Pode-se observar que, mesmo com a instalação do sistema, não foi possível
atingir a classe estabelecida pela SUREHMA N°20/1992, entretanto a melhoria da
qualidade da água foi notável. Pode-se observar que, reduções da ordem de 1,6
vezes foram obtidas para as concentrações de nitrogênio amoniacal, assim como,
reduções da ordem de 1,5 vezes foram alcançadas para as concentrações de DBO.
Em relação às concentrações de OD, o sistema proporcionou elevações na ordem
de 1,7 vezes.
Desta forma, o sistema proposto para este estudo atuou como um auxiliador
na gestão dos recursos hídricos e ambiental, haja vista a melhoria proporcionada ao
córrego Blanche.
5.
CONCLUSÕES E SUGESTÕES
O objetivo principal desta dissertação foi desenvolver, implantar e monitorar
um sistema que promovesse a remoção de sólidos suspensos e a redução da
concentração de matéria orgânica e de nutrientes em corpos aquáticos de pequeno
porte, usando o córrego Blanche como estudo de caso, uma vez que outro estudo
similar já havia sido desenvolvido lá previamente.
O sistema desenvolvido possuiu 8 m de extensão, ocupando um volume total
de 3,75 m³. Foi concebido em quatro compartimentos, construídos em concreto
armado, e dispositivos para melhor desempenho. O primeiro e o segundo
compartimentos representaram o coagulador/floculador, o terceiro, o decantador e o
último compartimento foi destinado à filtração da água através da utilização de
pedras do próprio córrego em estudo. Outros componentes do sistema foram quatro
septos para o controle do fluxo da água, um restritor do fluxo de água influente ao
sistema, um dosador do agente coagulante, um vertedouro de soleira delgada com
seção retangular e um dispositivo para remoção do lodo formado no interior do
sistema.
Como esperado, a remoção de sólidos suspensos, em relação à redução da
concentração
da
DBO,
apresentou
forte
correlação
linear,
r
de
0,680,
proporcionando resultados satisfatórios e adequados, haja vista a simplicidade do
projeto. Os resultados obtidos para sólidos suspensos, fósforo total e nitrogênio
Kjeldahl não apresentaram qualquer relação entre estes parâmetros.
De acordo com os resultados obtidos, a eficiência média alcançada para a
remoção de sólidos suspensos foi de 42,35% ± 14,42, enquanto para a redução de
DBO foi de 30,14% ± 5,92. Em relação à redução de TOC foi observado que a
eficiência média foi superior à da DBO, tendo sido de 36,40% ± 10,62. A redução de
fósforo foi também bastante significativa, em torno de 36%. Cabe ressaltar que,
estes resultados condizem com a proposta do projeto, uma vez que se trata,
139
basicamente,
de
um
sistema
primário
de
tratamento,
acrescido
de
um
compartimento filtrante bastante singelo.
O córrego Blanche, segundo a Portaria SUREHMA N° 20/1992, encontra-se
enquadrado na categoria das águas Classe 2 (SUREHMA, 1992). Embora a
aplicação deste sistema no córrego não tenha possibilitado atingir a classe
estabelecida pelo enquadramento, demonstrou ser de relativa eficiência na redução
da carga de poluentes, contribuindo para a melhoria da qualidade da água do
córrego Blanche.
Este projeto permitiu ampliar a visão relativa aos problemas que a poluição
causa em corpos de água. As diversas soluções e alternativas de tratamento
envolvem não somente recursos vultosos, mas uma ação continuada de toda a
comunidade. Órgãos públicos, governo, empresas públicas e privadas diretamente
relacionadas, ou não, ao problema e a própria sociedade devem estar atentos e
vigilantes para proteger e recuperar este patrimônio global que se sabe ser vital e de
qualidade comprometida.
A experiência resultante desta pesquisa demonstrou que ações simples e de
baixo custo podem colaborar para a melhoria de corpos d’água. O sistema instalado
no córrego Blanche com certeza não será a solução, nem se pretendia que fosse,
mas poderá, caso seja implantado em vários córregos que deságuam em rios de
maior porte, amenizar a poluição contributiva e possibilitar a redução dos
investimentos necessários para recuperar rios de maior porte. Para tal, novos
estudos devem ser promovidos aproveitando a infra-estrutura já instalada. Abaixo
são apresentadas algumas sugestões para a continuidade de projetos com vistas à
gestão de recursos hídricos e ambiental:
1. estudos com novos compartimentos, uma vez que o sistema é composto
por peças pré-moldadas, compartimentos como caixa-de-areia;
2. instalação de dispositivos de flotação, o que auxiliaria no aumento da
eficiência do sistema;
140
3. instalação de um dispositivo com regulagem de vazão automática para a
adição do agente coagulante;
4. desenvolvimento de um sistema eficiente de coleta de lodo;
5. estudo da precipitação e da sua influência nas concentrações de
poluentes no córrego;
6. análise de componentes principais;
7. avaliação de alternativas de uso de outros coagulantes e/ou outras
concentrações;
8. avaliação das concentrações horárias de aporte de DBO;
9. avaliação da melhoria da qualidade da água proporcionada ao rio Tarumã,
receptor do córrego Blanche, após a instalação do sistema de tratamento;
10. compreensão do ecossistema como um todo para melhor avaliação da
qualidade da água e gestão dos recursos hídricos;
11. desenvolvimento de um modelo de qualidade da água objetivando melhor
compreensão da bacia do córrego;
12. desenvolvimento de modelos matemáticos para o estudo teórico do
aumento da eficiência do sistema.
Estas são algumas possibilidades, outras poderão ser consideradas, ao longo
de novos estudos que sejam desenvolvidos.
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APÊNDICES
APÊNDICE 1 – PLANTAS DO SISTEMA
APÊNDICE 2 – CURVA DE DESCARGA DO VERTEDOURO
5
Altura da Lâmina da Água (cm)
4,5
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
Vazão (L/s)
B=0,2
B=0,4
B=0,6
3
3,5
4
APÊNDICE 3 – CURVA DE DESCARGA DO TUBO DE DRENAGEM
4
Altura da Lâm ina da Água (cm)
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5
vazão (L/s)
APÊNDICE 4 – FICHA DE REGISTRO DE COLETAS
FICHA DE REGISTRO DE COLETAS
CÓRREGO BLANCHE
Campanha de ________________________
Data da Coleta:
Hora da Coleta:
Condições Climáticas:
durante a coleta –
no período anterior à coleta –
PONTO 1
pH
Condutividade
Temp. água
O.D.
Régua linimétrica
Observações:
PONTO 2
PONTO 3
APÊNDICE 5 – QUESTIONÁRIO DE ACEITAÇÃO DO SISTEMA
Nome:__________________________________________________________
Endereço:_______________________________________________________
_______________________________________________________________
Profissão:_______________________________________________________
Idade:__________________________________________________________
1) A quanto tempo freqüenta o Bosque de Portugal?
( ) menos de 1 ano
( ) 1 a 4 anos
( ) mais de 4 anos
2) Já teve conhecimentos de estudos anteriores (para a melhoria da
qualidade das águas do rio) realizados no Bosque de Portugal?
( ) não
( ) sim Qual?____________________________________________________
3) Após a instalação do sistema no Córrego Blanche o aspecto da água
(em relação a cor e odor):
( ) melhorou
( ) não mudou
( ) não sei informar
( ) piorou
4) Em relação ao visual do local onde o sistema foi implantado no córrego:
(
) ocorreram
modificações na
paisagem natural do
Bosque,
mas o
benefícios compensam estas modificações
( ) ocorreram modificações na paisagem natural do Bosque e estas
modificações não compensam os benefícios
( ) não ocorreram modificações na paisagem natural do Bosque
5) Na sua opinião estes estudos que vem sendo realizados trazem que tipo
de melhoria a sociedade?
( ) Trazem melhorias ao meio ambiente em geral
( ) Trazem melhorias apenas ao local onde foram instalados
( ) Não trazem nenhuma melhoria
6) Na sua opinião a instalação de sistema objetivando a melhoria de corpos
aquáticos de pequeno porte é uma alternativa viável?
( ) sim
( ) não
7) Caso fosse sua atribuição, você concederia uma licença para instalação
deste sistema em um corpo aquático de pequeno porte?
( ) sim
( ) não
8) Caso a resposta na questão 7 seja SIM, porque você concederia esta
licença?
(
) porque melhorias proporcionadas ao pequenos corpos aquáticos
trazem benefícios aos seus receptores
(
) porque pesquisas em campo são interessantes e os resultados são
relevantes para a sociedade
( ) porque através dos resultados obtidos mais estudos podem ser
desenvolvidos podendo-se chegar a um sistema ótimo para o tratamento do rio
no próprio rio
( ) porque a melhoria da qualidade da água em rios é obrigação de todos
9) Caso a resposta na questão 7 seja NÃO, porque você não concederia
esta licença?
(
) não vejo a necessidade destes estudos serem realizados
( ) porque estes estudos são realizados por um período de tempo, após a
retirada do sistema as condições locais voltam a ser as mesmas (antes da
instalação do sistema)
( ) a melhoria da qualidade em rios é de obrigação da SANEPAR
( ) a melhoria da qualidade em rios é de obrigação da PREFEITURA
( ) porque a melhoria da qualidade da água em rios é obrigação de todos
( ) porque estes estudos tiveram poucas contribuições e/ou resultados
10) Qual das alternativas representa os maiores problemas para o bemestar dos freqüentadores do Bosque de Portugal? Escolha 2
alternativas.
( ) odor dos corpos aquáticos
( ) presença de roedores
( ) resíduos jogados pela população local na área verde do Bosque
( ) presença de materiais flutuantes nas águas do Córrego Blanche
APÊNDICE 6 – CRONOGRAMA DE INSTALAÇÃO DO SISTEMA
CRONOGRAMA - INSTALAÇÃO DO SISTEMA NO CORREGO BLANCHE
DIA
1 Terça-feira 20/09
ATIVIDADE
Retirada das pedras do fundo do Córrego
Construção do desvio do Córrego
Observações:
2 Quarta-feria 21/09
Escavação do Córrego
Colocação do Sistema
Observações:
3 Quinta-feira 22/09
Realização do acabamento das peças do Sistema
Concretagem do Decantador e dos septos
Instalações dos dispositivos
Observações:
4 Sexta-feira 23/09
Observações:
Retirada do desvio do Córrego
Limpeza do sistema
APÊNDICE 7 – RESPOSTAS DO QUESTIONÁRIO DE ACEITAÇÃO DO
SISTEMA
1. A quanto tempo freqüenta o Bosque de Portugal?
Questão 1
24%
menos de 1 ano
1 a 4 anos
60%
mais de 4 anos
16%
2. Já teve conhecimentos de estudos anteriores (para a melhoria da
qualidade das águas do rio) realizados no Bosque de Portugal?
Questão 2
36%
não
sim
64%
3. Após a instalação do sistema no Córrego Blanche o aspecto da água
(em relação a cor e odor):
Questão 3
16%
0%
4%
melhorou
não mudou
não sei informar
piorou
80%
4. Em relação ao visual do local onde o sistema foi implantado no córrego:
Questão 4
32%
modificações-com
beneficios
modificações-sem
beneficios
sem modificações
0%
68%
5. Na sua opinião estes estudos que vem sendo realizados trazem que tipo
de melhoria a sociedade?
Questão 5
0%
20%
melhorias ao meio
ambiente em geral
melhorias apenas no
local
sem melhorias
80%
6. Na sua opinião a instalação de sistema objetivando a melhoria de corpos
aquáticos de pequeno porte é uma alternativa viável?
Questão 6
0%
sim
não
100%
7. Caso fosse sua atribuição, você concederia uma licença para instalação
deste sistema em um corpo aquático de pequeno porte?
Questão 7
0%
sim
não
100%
8. Caso a resposta na questão 7 seja SIM, porque você concederia esta
licença?
Questão 8
25
24
25
25
25
20
15
10
5
0
melhorias aos
receptores
resultados
relevantes
busca do sistema melhoria da água é
ótimo
obrigação de todos
10. Qual das alternativas representa os maiores problemas para o bemestar dos freqüentadores do Bosque de Portugal? Escolha 2
alternativas.
25
Odor
Entrevistados
20
15
10
5
0
Ratos
Materiais
Flutuantes
APÊNDICE 8 – A PRESENÇA E OS DANOS RELACIONADOS À
POPULAÇÃO DE RATOS
Entre os problemas encontrados durante a realização do trabalho no
Bosque de Portugal, um fato que chamou a atenção foi a população de ratos
residentes no bosque. Estes roedores são responsáveis por vários prejuízos de
ordem econômica e sanitária para a sociedade. A associação destes animais
com os homens, a capacidade de reprodução e adaptação ao meio, os hábitos
de alimentação e dejeção simultânea, a necessidade intrínseca de roer, são
condições que os tornam indesejáveis (OBLADEN, 2004).
Estes animais são responsáveis pela transmissão de uma infinidade de
doenças, seja por mordedura, por suas fezes e urina, ou através da ação de
ectoparasitas. Entre os anos de 1345 e 1350, os ratos foram responsáveis pela
morte de 43 milhões de pessoas na Europa Ocidental, através da veiculação
de doenças como a peste bubônica, leptospirose, brucelose (OBLADEN, 2004).
De acordo com dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística,
no Brasil, existem dois ratos por habitante, desta forma, estima-se que
aproximadamente, 300 milhões de roedores convivem na sociedade (IBGE,
2000).
As doenças transmitidas pelos ratos, não estão relacionadas apenas ao
esgotamento sanitário, mas também às enchentes, aos sistemas de coleta e
destino do lixo, como o caso da leptospirose (PAULA, 2005). Segundo este
autor, foi identificada a existência de estreita relação entre a incidência de
leptospirose e a variação pluviométrica.
Em Belo Horizonte, no ano de 2004, a prefeitura recebeu em torno de 48
mil chamadas de pessoas que tiveram suas casas ou bairros invadidos por
esses roedores. Neste mesmo ano, foram registrados 20 casos de
leptospirose, com cinco mortes. Em Curitiba, os casos da doença vêm caindo
ao longo dos anos. Em janeiro de 2006, foram registradas seis notificações, e
em fevereiro apenas uma. No mesmo período de 2005, os registros foram,
respectivamente, 17 e 11 casos. Esta redução deve-se ao fato dos trabalhos
que têm sido realizados pela Coordenação de Controle de Zoonoses e Vetores
da Secretaria Municipal da Saúde – SMS, cujas equipes técnicas, através de
ações educativas em áreas de risco, unidades de saúde, escolas e empresas
orientam a população sobre os problemas relacionados a este fator.
Na cidade de Curitiba, a região metropolitana corresponde à área de
maior ocorrência de leptospirose, fato que se justifica pelas características
geográficas da região, ou seja, apresenta relevo plano com extensas planícies
de inundação, o que cria condições ótimas para o desenvolvimento de ratos e a
conseqüente repercussão da doença. Outro fato que justifica a grande
incidência de casos na capital paranaense, Curitiba detém o índice de 57% das
ocorrências do estado, refere-se à eficácia do sistema de notificação da SMS
(PAULA, 2005).
Segundo dados apresentados por PAULA (2005), em Curitiba o bairro
do Cajuru apresenta-se como a área de maior incidência de casos de
leptospirose. Isto porque, o bairro apresenta elevada densidade demográfica e
críticas condições de pobreza, além desta região ser sujeita a inundações.
Segundo este mesmo autor, o bairro do Jardim Social apresentou um caso ao
longo dos anos de 1997 e 2001, fato preocupante, visto que esta região possui
o maior rendimento nominal mensal da cidade de Curitiba (IPPUC, 2004).
As principais espécies de ratos são:
• Ratus rattus: conhecido como rato de telhado ou rato preto.
• Mus musculus: conhecido como camundongo ou rato caseiro.
• Rattus norvegicus: conhecido como rato de esgoto. Vivem em lugares
úmidos e baixos, como galerias, porões, esgoto. São excelentes
nadadores, mergulhadores, sobem paredes lisas, saltam verticalmente
e horizontalmente. Esta espécie chega a pesar mais de 500 gramas,
além de serem extremamente agressivos. São conhecidos casos de
mutilação de crianças e até mesmo de recém-nascidos, chegando a
comer orelhas e dedos de crianças. Estes roedores são de difícil
controle, quando não estão comendo, estão se reproduzindo,
mantendo uma média de 20 relações por dia, sendo que a cada 21
dias podem ter uma ninhada de 30 a 40 filhotes.
Na comunidade de roedores há uma notável organização comunitária.
Os idosos e deficientes físicos são responsáveis pela exploração de ambientes,
como também pela prova de novos alimentos. Quando são colocados venenos
em uma determinada área, em princípio apenas indivíduos idosos e deficientes
serão eliminados. Os ratos comem de tudo, papel, plásticos, até mesmo o PVC
que reveste os fios da rede elétrica.
As Figuras 4.21 e 4.22 mostram a presença destes animais no Bosque
de Portugal. Como já explicado na seção 4.7, o aparecimento destes animais
está associada a presença de lançamentos clandestinos de esgoto nas redes
de drenagem da cidade de Curitiba.
FIGURA 4.21 – RATOS NO CÓRREGO BLANCHE
FIGURA 4.22 – RATO NO CÓRREGO BLANCHE
APÊNDICE 9 – CAMPANHA DE RECONHECIMENTO
CAMPANHA DE RECONHECIMENTO
Nº
Data e Hora
Coleta da Coleta
1
2
3
4
5
6
7
2/5/200513:30
15/6/200513:30
13/7/200513:30
28/7/200509:30
11/8/200510:00
13/11/200514:00
23/11/200518:00
Dia da entrada
laboratório
DQO
(mg/L)
DBO
(mg/L)
Ponto
Segunda-feira
P1
19,55
Quarta-feira
P1
Quarta-feira
(mg/L)
Sólidos Suspensos
(mg/L)
Sólidos Totais (mg/L)
STD
SFD
SVD
SST
SSF
SSV
ST
SF
SV
9,85
234
138
96
33
12
21
268
154
114
47,50
23
17,4
4
13,4
102
77
25
103
26
77
P1
56,15
32,1
210
112
96
40,1
4
16
222
140
82
Quarta-feira
P1
38,34
22,4
223,8
185
38,7
39
18
21
258,7 182,7
76
Quinta-feira
P1
70,34
37,9
171,1
97,8
73,4
42
20
22
235,7 167,1
68,6
Domingo
P1
194,62
97,31
Quarta-feira
P1
237,18
220
Nº
Data e Hora
Coleta da Coleta
1
2
3
4
5
6
7
2/5/200513:30
15/6/200513:30
13/7/200513:30
28/7/200509:30
11/8/200510:00
13/11/200514:00
23/11/200518:00
Sólidos
Sedimentáveis
(mg/L)
N-Org
(mg/L)
N-amoniacal
(mg/L)
P1
<1
5,76
Quarta-feira
P1
<1,5
Quarta-feira
P1
Quarta-feira
Dia da entrada
laboratório
Ponto
Segunda-feira
N/Kjeldhal
Nitrito Nitrato Fósforo
Condutividade
( ♦S/cm)
(mg/L)
(♦g/L
NO2)
(♦g/L
NO3)
(♦g/L)
9,45
15,21
40,2
31,2
22
503
1,6
0,45
2,1
11,3
60
31
23,2
<1
0,17
15,6
15,77
70,1
33
96,6
171,7
P1
<1
0,45
8,9
9,35
135
53
88
137,4
Quinta-feira
P1
<1
10,1
6,8
16,9
132
93,4
72,4
77,6
Domingo
P1
Quarta-feira
P1
570
Nº
Data e Hora
Coleta da Coleta
1
2
3
4
5
6
7
Dia da
entrada
laboratório
2/5/2005Segunda-feira
13:30
15/6/2005Quarta-feira
13:30
13:30
09:30
11/8/2005Quinta-feira
10:00
13/11/2005Domingo
14:00
18:00
Ponto
Temp.
(°C)
OD
pH
TOC
(mg/L)
DOC
(mg/L)
Turbidez
(NTU)
Vazão
campo
(L/s)
P1
19,3
5,89
7,2
-
-
28,3
2,43
5,4 E6
1,3 E6
P1
17,9
5,51
6,2
4,99
-
29,6
2,43
-
-
P1
23,2
4,25
7
29,24
-
24,05
2,43
-
-
P1
16,4
4,34
6,8
26,53
9,65
18,5
2,43
-
-
P1
15,5
5,75
6,5
9,15
14,36
20,95
2,43
-
-
19,1
-
6,89
P1
P1
31
Colif.
Colif. Totais
Termotolerantes
(NMP/100 mL)
(NMP/100 mL)
APÊNDICE 10 – CAMPANHA DE MONITORAMENTO
CAMPANHA DE MONITORAMENTO
Nº
Dia da
Data e Hora
entrada no
Coleta
laboratório
Coleta
1
03/10/05 9:40
Segundafeira
2
08/11/05 18:00
Terça-feira
3
21/11/05 18:00
Segundafeira
4
29/11/05 19:00
Terça-feira
5
3/12/2005 18:00
Sábado
6
06/12/2005 Terça-feira
18:00
7
12/12/2005 - Segunda18:00
feira
8
16/12/2005 Sexta-feira
14:00
9
19/12/2005 - Segunda10:00
feira
10
22/12/2005 Quarta-feira
12:30
Ponto
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
DQO
(mg/L)
DBO
(mg/L)
Relação
DBO/DQO
79,39
70,23
50,38
67,37
111,20
84,21
50,53
116,30
88,32
74,48
60,30
43,77
242,84
332,30
236,44
80,30
119,82
83,20
240,10
239,64
159,71
63,91
261,30
175,74
120,20
189,23
135,56
186,90
199,54
145,18
30,00
39,79
29,01
34,80
57,30
42,70
16,28
45,00
34,10
27,66
35,33
25,26
101,40
172,28
122,40
37,90
70,10
38,70
171,00
58,42
38,51
48,42
48,41
35,50
72,12
47,31
32,20
110,21
99,77
70,20
0,38
0,57
0,58
0,52
0,52
0,51
0,32
0,39
0,39
0,37
0,59
0,58
0,42
0,52
0,52
0,47
0,59
0,47
0,71
0,24
0,24
0,76
0,19
0,20
0,60
0,25
0,24
0,59
0,50
0,48
STD
SFD
SVD
SST
SSF
SSV
110,00
128,52
117,48
231,00
249,00
212,00
167,00
219,67
207,85
152,63
187,00
177,20
1319,00
582,10
336,00
211,55
210,00
185,00
400,29
378,00
206,28
131,20
171,20
119,10
262,00
146,07
58,99
123,76
142,87
113,89
42,00
51,26
41,74
196,00
222,00
190,60
96,20
125,70
117,31
87,90
84,00
82,20
838,00
185,70
146,00
128,70
85,00
121,80
313,55
276,00
196,30
37,10
98,30
82,30
89,74
135,70
52,30
80,89
75,60
59,30
68,00
77,26
75,74
35,00
27,00
21,40
70,80
93,97
90,54
64,73
103,00
95,00
481,00
396,40
190,00
82,85
125,00
63,20
86,74
102,00
9,98
94,10
72,90
36,80
172,26
10,37
6,69
42,87
67,27
54,59
51,43
52,00
34,52
71,00
49,00
36,20
40,00
77,33
57,25
37,37
77,00
26,80
31,00
77,00
40,00
34,45
155,00
50,00
87,71
146,00
85,72
40,00
54,00
33,00
101,20
79,23
51,21
86,54
95,63
56,21
22,86
26,00
20,26
32,00
15,00
9,00
10,80
16,30
5,99
1,10
28,00
7,80
18,00
11,30
5,00
20,30
110,00
40,20
38,45
118,00
65,70
15,00
19,00
17,00
64,36
54,20
32,00
39,00
45,40
29,40
28,57
26,00
14,26
39,00
34,00
27,20
29,20
61,03
51,26
36,27
49,00
19,00
13,00
65,70
35,00
14,15
45,00
9,80
49,26
28,00
20,02
25,00
35,00
16,00
36,84
25,03
19,21
47,54
50,23
26,81
Nº
Dia da
Data e Hora
entrada no
Coleta
laboratório
Coleta
03/10/05 9:40
Segundafeira
2
08/11/05 18:00
Terça-feira
3
21/11/05 18:00
Segundafeira
4
29/11/05 19:00
Terça-feira
5
3/12/2005 18:00
Sábado
6
18:00
7
12/12/2005 - Segunda18:00
feira
8
14:00
9
19/12/2005 - Segunda10:00
feira
10
12:30
1
ST
SF
SV
Sólidos
Sedimentáveis
(mg/L)
161,43
180,52
152,00
302,00
298,00
248,20
207,00
297,00
265,10
190,00
264,00
204,00
1350,00
659,10
376,00
246,00
365,00
235,00
488,00
524,00
292,00
171,20
225,20
152,10
363,20
225,30
110,20
210,30
238,50
170,10
64,86
77,26
62,00
228,00
237,00
199,60
107,00
142,00
123,30
89,00
112,00
90,00
856,00
197,00
151,00
149,00
195,00
162,00
352,00
394,00
262,00
52,10
117,30
99,30
154,10
189,90
84,30
119,89
121,00
88,70
96,57
103,26
90,00
74,00
61,00
48,60
100,00
155,00
141,80
101,00
152,00
114,00
494,00
462,10
225,00
97,00
170,00
73,00
136,00
130,00
30,00
119,10
107,90
52,80
209,10
35,40
25,90
90,41
117,50
81,40
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
Ponto
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
N-Org
(mg/L)
N-amoniacal
(mg/L)
N/Kjeldahl
(mg/l)
Não foram realizadas estas análises por
falta de reagentes nestas datas
7,10
11,07
8,07
3,16
3,24
2,08
3,13
3,13
1,96
3,30
6,49
4,72
5,42
3,41
2,22
41,27
40,10
30,97
23,20
27,60
22,20
9,79
10,90
6,41
2,71
3,49
2,77
4,68
5,54
4,12
16,21
13,69
10,50
4,81
5,65
4,51
8,30
7,10
5,80
6,48
8,10
4,14
24,88
26,60
13,00
9,22
12,02
8,10
9,81
14,56
10,84
7,84
8,78
6,20
19,34
16,82
12,46
8,11
12,14
9,23
13,72
10,51
8,02
47,75
48,20
35,11
48,08
54,20
35,20
19,01
22,92
14,51
Nº
Dia da
Data e Hora
entrada no
Coleta
laboratório
Coleta
1
03/10/05 9:40
Segundafeira
2
08/11/05 18:00
Terça-feira
3
21/11/05 18:00
Segundafeira
4
29/11/05 19:00
Terça-feira
5
3/12/2005 18:00
Sábado
6
18:00
7
12/12/2005 - Segunda18:00
feira
8
14:00
9
19/12/2005 - Segunda10:00
feira
10
12:30
Ponto
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
Fósforo Condutividade Temperatura
(°C)
(◊g/l)
( ◊S/cm)
OD
pH
TOC
(mg/L)
DOC
(mg/L)
1241,00
1185,00
915,30
505,70
398,40
275,50
1086,70
1106,10
850,10
1125,50
1150,60
819,90
2820,00
1670,00
1145,00
1102,26
1570,50
807,31
1403,66
1199,14
542,51
1499,46
1708,28
1104,10
1648,00
1502,10
952,10
1645,00
1395,00
801,10
3,90
5,20
5,40
3,20
2,40
3,10
3,30
3,10
3,80
2,84
2,10
4,30
2,16
1,00
2,50
2,90
1,50
4,20
1,76
1,75
3,49
2,30
1,89
3,15
1,95
1,98
4,98
1,95
1,92
3,89
6,90
6,80
6,90
7,01
7,02
6,87
6,90
7,10
7,40
7,15
6,97
6,80
6,98
6,62
6,97
7,04
6,62
6,88
7,04
7,10
7,12
7,15
7,14
7,09
7,20
7,10
7,00
6,85
7,20
6,90
34,98
43,65
33,61
48,92
48,73
33,92
13,10
43,68
32,94
13,33
26,37
14,88
83,06
120,20
91,73
28,18
67,32
33,27
89,38
43,61
28,92
31,20
30,80
19,20
37,20
34,80
19,90
28,50
33,80
16,75
12,86
12,08
10,21
17,86
19,30
12,89
6,99
21,10
17,80
6,24
7,54
5,89
45,71
71,16
58,04
17,30
17,01
10,20
48,56
21,90
16,33
11,74
17,50
12,30
29,20
20,20
13,20
14,30
15,51
10,01
151,90
149,10
148,60
138,50
148,80
163,60
134,60
167,90
165,70
145,80
150,70
143,90
216,00
168,10
169,70
113,60
140,40
132,60
207,00
109,10
204,00
126,50
126,80
138,20
205,90
125,30
142,30
208,30
138,10
139,80
18,70
18,70
18,50
19,40
18,60
17,90
21,10
21,30
21,30
22,10
22,30
22,20
20,10
20,00
20,00
19,00
19,90
19,80
19,70
19,20
19,40
24,10
24,30
24,20
21,20
21,20
21,30
20,20
20,10
19,90
Turbidez
Vazão
(NTU) campo (L/s)
19,51
18,88
15,20
20,83
23,54
18,20
14,51
26,29
20,14
22,35
28,71
22,30
68,00
88,00
70,00
22,46
52,30
27,35
69,50
69,00
29,85
19,86
26,80
19,92
55,70
51,20
40,10
54,30
52,20
41,20
2,43
2,45
2,45
2,43
2,91
2,91
2,43
2,50
2,50
2,43
2,48
2,48
2,43
3,23
3,23
2,43
3,10
3,10
2,43
3,05
3,05
2,43
2,98
2,98
2,43
2,43
2,52
2,43
2,43
3,01
APÊNDICE 11 – GRÁFICOS: CAMPANHA DE MONITORAMENTO E
300
SÓLIDOS TOTAIS
250
200
150
100
50
0
coleta 2/5
coleta 15/6
coleta 13/7
sT
coleta 28/7
coleta 11/8
Seqüência2
18
Nitrogênio Kjeldahl (mg/L)
16
14
12
10
8
6
4
2
0
coleta 2/5
coleta 15/6
coleta 13/7
datas de coleta
coleta 28/7
coleta 11/8
120
100
Fósforo (ug/L)
80
60
40
20
0
coleta 2/5
coleta 15/6
coleta 13/7
coleta 28/7
coleta 11/8
coleta 28/7
coleta 11/8
datas de coleta
35
30
Turbidez (NTU)
25
20
15
10
5
0
coleta 2/5
coleta 15/6
coleta 13/7
datas de coleta
7
6
OD (mg/L)
5
4
3
2
1
0
coleta 2/5
coleta 15/6
coleta 13/7
coleta 28/7
coleta 11/8
coleta 28/7
coleta 11/8
datas de coleta
7,4
7,2
7
6,8
pH
6,6
6,4
6,2
6
5,8
5,6
coleta 2/5
coleta 15/6
coleta 13/7
datas de coleta
3000
Fósforo (ug/L)
2500
2000
1500
1000
500
0
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
datas de coleta
Ponto1
60
Nitrogênio Kjeldhal (mg/L)
50
40
30
20
10
0
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
datas de coleta
Ponto 1
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
datas de coleta
Ponto 1
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
datas de coleta
Ponto 1
coleta
12/12
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
250
230
210
190
170
150
130
110
90
70
50
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
datas de coleta
Ponto 1
60
Nitrogênio Kjeldahl (mg/L)
50
40
30
20
10
0
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
coleta
16/12
datas de coleta
Ponto 2
Ponto 3
coleta
19/12
coleta
22/12
700
600
500
400
300
200
100
0
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
coleta
16/12
coleta
19/12
coleta
22/12
datas de coleta
Ponto 2
Ponto 3
700
600
500
400
300
200
100
0
coleta
03/10
coleta
8/11
coleta
21/11
coleta
29/11
coleta
3/12
coleta
6/12
coleta
12/12
datas de coleta
Ponto 2
Ponto 3
ANEXOS
ANEXO 1 – DADOS FORNECIDOS PELA SUDERHSA
Código
Estação:
Município:
Rio:
Bacia:
Sub-bacia:
Área drenagem
Latitude:
Longitude:
Altitude:
Tipo:
Entidade:
Data instalação:
Data extinção:
ANEEL:
TERMINAL
Pinhais
ATUBA
Iguaçu
1
127
25º
49º
875
FFRQDS
SUDERHSA
22/3/1984
31/3/1999
Intervalo (m³/s)
inicio
fim
0,2
0,4
0,4
0,6
0,6
0,8
0,8
1
1
1,2
1,2
1,4
1,4
1,6
1,6
1,8
1,8
2
2
2,2
2,2
2,4
2,4
2,6
2,6
2,8
2,8
3
3
3,2
3,2
3,4
3,4
3,6
3,8
3,6
3,8
4
4
4,2
4,2
4,4
4,4
4,6
4,6
4,8
4,8
5
5
5,2
5,2
5,4
5,4
5,6
5,6
5,8
5,8
6
6
6,2
6,2
6,4
6,4
6,6
6,6
6,8
6,8
7
7
7,2
7,2
7,4
7,4
7,6
7,6
7,8
7,8
8
8
8,2
8,2
8,4
8,4
8,6
8,6
8,8
8,8
9
9
9,2
9,2
9,4
9,4
9,6
65007045
AFONSO CAMARGO
km²
26'
11'
m
33"
59"
Menor int.
Frequência
(m³/s)
0,2
7
0,4
72
0,6
301
0,8
500
1
487
1,2
753
1,4
630
1,6
446
1,8
349
2
234
2,2
207
2,4
191
2,6
116
2,8
109
3
127
3,2
129
3,4
94
3,6
57
3,8
60
4
47
4,2
49
4,4
22
4,6
29
4,8
36
5
47
5,2
13
5,4
18
5,6
19
5,8
13
6
19
6,3
6
6,4
8
6,6
16
6,8
10
7
13
7,4
1
7,4
6
7,6
10
7,8
3
8
7
8,3
11
8,5
3
8,6
8
8,8
16
9,1
3
9,2
12
9,5
5
Frequência
Relativa (%)
0,1
1,3
5,5
9,2
9
13,9
11,6
8,2
6,4
4,3
3,8
3,5
2,1
2
2,3
2,4
1,7
1
1,1
0,9
0,9
0,4
0,5
0,7
0,9
0,2
0,3
0,3
0,2
0,3
0,1
0,1
0,3
0,2
0,2
0
0,1
0,2
0,1
0,1
0,2
0,1
0,1
0,3
0,1
0,2
0,1
Frequência
Acumulada (%)
100
99,9
98,5
93
83,8
74,8
61
49,3
41,1
34,7
30,4
26,6
23,1
20,9
18,9
16,6
14,2
12,5
11,4
10,3
9,4
8,5
8,1
7,6
6,9
6,1
5,8
5,5
5,2
4,9
4,6
4,5
4,3
4
3,8
3,6
3,6
3,5
3,3
3,2
3,1
2,9
2,8
2,7
2,4
2,3
2,1
Vazão Específica
(l/s/km²)
1,57
3,38
4,77
6,33
7,99
9,57
11,06
12,61
14,2
15,9
17,4
19,02
20,58
22,05
23,62
25,2
26,77
28,37
29,95
31,67
33,13
34,8
36,22
37,87
39,39
41,23
42,52
44,09
46,05
47,43
49,21
50,39
51,97
53,8
55,43
58
58,46
60
61,81
63,19
64,96
66,57
67,91
69,29
71,26
72,6
74,41
Vazão
Uniforme
0,0875
0,1876
0,265
0,3516
0,4439
0,5314
0,614
0,7002
0,789
0,883
0,9665
1,0562
1,1432
1,2246
1,312
1,3995
1,487
1,5755
1,6637
1,7592
1,8403
1,9331
2,0118
2,1036
2,1876
2,2899
2,3616
2,4491
2,5576
2,6343
2,7334
2,799
2,8865
2,9881
3,0789
3,2217
3,2473
3,3325
3,4331
3,5097
3,6081
3,6977
3,7721
3,8486
3,9579
4,0323
4,1329
9,6
9,8
10
10,2
10,4
10,6
10,8
11
11,2
11,4
11,6
11,8
12
12,2
12,4
12,6
12,8
13
13,2
13,4
13,6
13,8
14
14,2
14,4
14,6
14,8
15
15,2
15,4
15,6
15,8
16
16,2
16,4
16,6
16,8
17
17,2
17,4
17,6
17,8
18
18,2
18,4
18,6
18,8
19
19,2
19,4
19,6
19,8
20
20,2
20,4
20,6
20,8
21
21,2
21,4
21,6
21,8
22
22,2
9,8
10
10,2
10,4
10,6
10,8
11
11,2
11,4
11,6
11,8
12
12,2
12,4
12,6
12,8
13
13,2
13,4
13,6
13,8
14
14,2
14,4
14,6
14,8
15
15,2
15,4
15,6
15,8
16
16,2
16,4
16,6
16,8
17
17,2
17,4
17,6
17,8
18
18,2
18,4
18,6
18,8
19
19,2
19,4
19,6
19,8
20
20,2
20,4
20,6
20,8
21
21,2
21,4
21,6
21,8
22
22,2
22,4
9,7
9,9
10,1
10,3
10,4
10,6
10,9
11,2
11,2
11,6
11,6
11,9
12,2
12,3
12,5
12,7
12,8
13,2
13,2
13,6
13,8
13,8
14
14,4
14,4
14,8
14,9
15,1
15,3
15,5
15,8
15,9
16,1
16,4
16,5
16,7
16,8
17
17,3
17,4
17,6
17,8
18
18,3
18,4
18,8
19
19
19,4
19,5
19,6
19,8
20
20,3
20,4
20,6
20,8
21,2
21,2
21,4
21,6
21,8
22
22,2
3
7
1
5
1
6
2
2
7
2
0
7
2
1
6
1
1
4
0
1
4
3
2
3
1
1
4
1
1
3
2
1
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2
1,8
1,8
1,7
1,7
1,6
1,6
1,5
1,4
1,4
1,4
1,2
1,2
1,2
1,1
1
1
1
1
0,9
0,9
0,8
0,8
0,7
0,7
0,7
0,6
0,6
0,6
0,5
0,5
0,5
0,4
0,4
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
76,61
77,95
79,72
80,79
82,16
83,46
85,83
88,19
88,19
91,34
91,34
93,31
95,67
96,54
98,43
99,61
100,98
103,54
103,94
107,09
108,66
108,82
110,55
113,39
113,58
116,38
117,32
118,9
120,79
121,97
124,02
125,2
126,38
128,74
129,92
131,5
132,28
133,86
135,83
137,01
138,58
140,16
141,73
143,7
144,88
147,64
149,61
149,61
152,76
153,54
154,33
155,91
157,48
159,45
160,63
162,2
163,78
166,93
166,93
168,5
170,08
171,65
173,23
174,8
4,2553
4,3297
4,4281
4,4871
4,5632
4,6358
4,767
4,8982
4,8982
5,0732
5,0732
5,1825
5,3137
5,3618
5,4668
5,5324
5,6089
5,7511
5,7729
5,9479
6,0353
6,0441
6,1403
6,2977
6,3087
6,4639
6,5164
6,6039
6,7088
6,7744
6,8881
6,9537
7,0193
7,1505
7,2161
7,3036
7,3474
7,4348
7,5442
7,6098
7,6972
7,7847
7,8722
7,9815
8,0471
8,2002
8,3095
8,3095
8,4844
8,5282
8,5719
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8,7468
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9,0967
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9,2717
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22,6
22,8
23
23,2
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23,6
23,8
24
24,2
24,4
24,6
24,8
25
25,2
25,4
25,6
25,8
26
26,2
26,4
26,6
26,8
27
27,2
27,4
27,6
27,8
28
28,2
28,4
28,6
28,8
29
29,2
22,6
22,8
23
23,2
23,4
23,6
23,8
24
24,2
24,4
24,6
24,8
25
25,2
25,4
25,6
25,8
26
26,2
26,4
26,6
26,8
27
27,2
27,4
27,6
27,8
28
28,2
28,4
28,6
28,8
29
29,2
29,4
22,4
22,6
22,8
23
23,2
23,4
23,6
23,8
24
24,4
24,4
24,6
24,8
25
25,2
25,4
25,6
25,8
26
26,2
26,4
26,6
27
27,1
27,2
27,4
27,6
27,8
28
28,2
28,5
28,6
28,8
29
29,3
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177,95
179,53
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184,25
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187,4
188,98
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192,13
193,7
195,28
196,85
198,43
200
201,57
203,15
204,72
206,3
207,87
209,45
212,6
213,19
214,17
215,75
217,32
218,9
220,47
222,05
224,41
225,2
226,77
228,35
230,91
9,7965
9,8839
9,9714
10,0589
10,1463
10,2338
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10,4087
10,4962
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10,6712
10,7586
10,8461
10,9336
11,021
11,1085
11,196
11,2834
11,3709
11,4584
11,5458
11,6333
11,8082
11,841
11,8957
11,9832
12,0706
12,1581
12,2456
12,3331
12,4643
12,508
12,5955
12,6829
12,8251
ANEXO 2 – AUTORIZAÇÃO CONCEDIDA PELA SMMA
ANEXO 3 – ANÁLISE CEPPA

CAROLINA FAGUNDES CARON PROPOSTA DE UM SISTEMA

Transcrição

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